Расчет безраскосной металлической фермы
Обновлено: 04.05.2024
Надземный переход между корпусами. Пролет 32 метра перекрыт стальными фермами.
Заказчик, посмотрев картинки архитекторов, которые постарались натурально показать решетку фермы в окнах, решительно заявляет, что "диагональные связи необходимо убрать"
Понятно, что бред, но не хотелось бы, чтобы при разговоре он вдруг вытащил какую-нибудь пыльную серию и ткнул носом
mainevent100, есть галереи оболочечного типа, есть балка Виренделя, есть так называемая "стойка королевы".
Tamerlan_MZO, ну даже не знаю:
поиск "галерей оболочечного типа" ничего не дал.
с понятием "балка Виренделя" знаком, но какие образом ее использовать?
"стойка королевы" посмотрел как выглядит. для 32-метрового пролета вряд ли подойдет
На стартовой картинке изображена стойка. Галерея решается из двух равнопролётных ферм -- по 3 панели, средняя пустая.
Даже если стойки нет, то объединяете две части в одну ферму -- 6 панелей с двумя "окнами".
Можно фермы с ромбической решеткой применить. Под ваши окна в свету между раскосами достаточно места будет.
Обязательно, чтобы именно "фермой" называлась?
А "рама" не подойдёт?
----- добавлено через ~1 мин. -----
Или просто готовое решение ищешь?
__________________
Советов у меня лучше не просить. Потому что чувство юмора у меня развито сильнее чувства жалости.
"рама" тоже подойдет. Есть с 32-метровым пролетом? )
----- добавлено через 21 сек. -----
А что там на картинке описано желтым? Нет возможности опереться на конструкции здания и галерея будет навесу, на стойках между корпусами? Тогда где там 32 метра - между зданиями или опорами? А то сейчас там пролет на глаз метров 7 - под окном сварная балка входит, безо всяких ферм и рам.
Пояса в плоскости фермы будут чаще раскреплены и шаг траверс перекрытия и балок/ферм покрытия сможете принять в два раза меньше чем в такой же ферме с треугольной решеткой.
Есть такие, аналог - безраскосные железобетонные фермы (серия 1.463.1-3/87 например) (аналогия с ж/б вполне уместна). Узлы стоек и поясов д/б жесткие, на сварке, например. Изгибная жесткость стоек - д/б тоже высокая. С конструированием жестких узлов "стойка-пояс" сложности будут, "на бумажке" такие не посчитать, но вполне реализуемо.
Желтым обведена проблема примыкания к существующему зданию - закрывает окна.
7 метров - это консольная часть перехода, а с другой стороны до следующей опоры 32,5 метра, чаще поставить колонны нет возможности.
mainevent100, все оставить как есть. Стены светопрозрачные. Окна не делать (разве что технические).
Еще раз подумать о решетке и расположении окон.
Второе решение уж сильно неудачное. Разве что для ферм с поясами и раскосами в виде перевёрнутых двутавров подойдёт, при условии что перегиб раскоса выполнен на жестком узле
----- добавлено через ~4 мин. -----
mainevent100, как уже сказал Бахил это рама (то что ещё фермой Вирендаля зовётся). Решение неэкономичное, но возможное.
Безраскосные стальные фермы существуют в природе?
Безраскосная ж.б. ферма
Здравствуйте!
Считаю раму в Лире. Смотрю результаты расчета в РСУ - в стойках железобетонной безраскосной фермы растяжение. Ищу ошибку уже две недели, стоит моя расчетная часть.
Во всех книгах, учебниках - в стойках сжатие, а у меня растяжение. Предполагаю, что ошибка у меня, только где. Кто может что-то подсказать, пожалуйста пишите.
Заранее спасибо!
speectre,
Я всю нагрузку задавала по глобальным осям, не по местным.
Про направление местных осей для стержней уточню, но я его не меняла, вроде правильное должно быть)
из-за неверного направления местной оси, могут меняться знаки, поэтому вместо сжатия растяжения. У меня только такое предположение.
ваша ферма и не ферма ведь вовсе а рама, почему бы и нет.
все зависит от нагрузки.
А ферму вы отдельно считали или в составе рамы
может вы считали в составе где ветер, краны там и т.п.
а в учебнике - только ферма шарнирно опертая, следовательно возникли "не рядовые " усилия
speectre,
Вы правы, с местными осями стержней был непорядок, я их сонаправила, но это не решило мою проблему..Все равно растяжение везде!:-(
softer,
Я уже посмотрела столько книг, где фермы рассчитывались на ед. нагрузку..Там везде сжатие..У меня даже на единичную когда считаю ( + собственный вес и больше ничего), растяжение.
Я считала, где ветер, краны. Кран мостовой, не подвесной. К нижнему поясу ничего не подвешивается, а у меня все равно растяжение.
Вот 2 пролета с сонаправленными осями стоек.
Безраскосная жб ферма в принципе практически и не ферма - т.е. если ее рассчитывать как ферму с точки зрения строительной механики (с шарнирами в узлах) - получится механизм (раскосов то нет). Поэтому и методика расчета немного другая (если вручную считать) и она не отличается от расчета арки с затяжкой. Только вот в арке вертикальные элементы называются не стойками, а подвесками и рассчитываются они на растяжение - их задача поддерживать затяжку (нижний пояс). Поэтому ничего удивительного, что и у Вас в них возникают растяжение - тут все возможно.
Ал-й, здравствуйте, спасибо вам за ответ.
В железобетонной безраскосной ферме - все узлы жесткие, там шарниров нет, это точно.
У Бородачева например, такая же ферма, типовая ( я выкладывала картинки в теме "Вопрос по усилиям" )- там минусы во всех стойках. Мне рук-ль стопку книг дал, там тоже сжатие везде от единичной нагрузки. И усиление я много раз видела для таких стоек - обойма. А обойма только на сжатие работает..Я вот и ищу ошибку.
Где то ошибка у меня в расчете.. Не может быть, чтобы ошибалось столько людей!
все же.
приходилось мне однажды считать бф- было и растяжение и сжатие.
вложение - тоже с книжки.
Это Заикин А.И. Передо мной тоже лежит на столе))
Там только крайние стойки у Заикина растянуты, остальные все сжаты, абсолютно все, до единой. Кроме крайних двух, самых коротких.
Она не может служить примером именно поэтому.
Причем это единственная книга ,в которой ВООБЩЕ написано такое, что стойка может быть растянута
Вы такую же ферму вручную считали?
Не единственная, я только что Бондаренко полистал - там тоже в перемешку. Такчто все верно, могут быть и растянутые. К примеру достаточно условия закрепления поварьировать. В учебниках везде - шарнирно-подвижная и шарнирно-неподвижная опоры, а по факту в раме они податливые и т.е. Ваш расчет точнее, чем в учебнике. А если натяжение еще и на бетон - так там еще больше исходных данных, которые могут все поменять. Т.е. растяжение может быть )
Везде может быть? Во всех всех всех стойках?
Не в перемешку, а поголовно - растяжение везде.
Если бы нижний пояс работал на изгиб хотя бы. Но он же тоже на растяжение. Как стойки так растягиваются?
Если как подвески стойки работают, то н.пояс должен прогнуться, чтоб стойки растянулись.
А Бородачев..Он же составил такое мощное пособие! Неужели он неправильно рассчитал ферму?
Может у меня с закреплениями что-то не то?
Это просто многократно-статически неопределимая система. Достаточно поменять нагрузки - и все меняется. к примеру у Вас во втором загружении в некоторых стойках уже сжатие. а ведь плиты опираются в узлах, а не распределенно.
Если все считать как у Бородачева, т.е. и результат получится как у него.. А у Вас такая же расчетная схема. Так-же нагрузки прикладываются. Тогда считали как умели, сейчас есть ЭВМ.
softer,
А у вас, действительно, N в перемешку, сжатие и растяжение))
Внесу небольшую корректировку.
Если рассматривать одну ферму с единичной нагрузкой, то даже у меня получается сжатие в стойках (минусы). Я сейчас проверила свой файл. Но ферма без собственного веса существовать в пространстве не может. поэтому если посмотреть РСУ собств. вес+ед.нагрузка ( я наверно не совсем корректно так сделала, но сути это не меняет) , то будет растяжение в стойках.
А если рассматривать ферму в составе рамы - то и подавно растяжение.
Где логика - мне неведомо.
Ал-й
А может Бородачев считал без собственного веса? мог он так поступить, интересно.
я считал вручную (если не изменяет память по Бондаренко)
в моем случае условно приняты нули(моментов) в середине стоек и отсюда пляшем, но это ведь.. а где перераспределение, совм работа. ежу видно - слишком грубо.
делал я это еще на дипломе. у меня много вопросов тогда возникало, всяких неувязок с армированием по полученным усилиям.
Профессор говорил что этот расчет лабуда - надо на эвм как раму считать. и всех последующих безраскосников забривал))
А по расчету может кто-нибудь что-нибудь сказать? Может ошибка в закреплениях, нагрузках или еще где.
не отличается от расчета арки с затяжкой. Только вот в арке вертикальные элементы называются не стойками, а подвесками и рассчитываются они на растяжение - их задача поддерживать затяжку (нижний пояс). Поэтому ничего удивительного, что и у Вас в них возникают растяжение - тут все возможно.
А если у меня монолитная ферма? у меня же она монолитная, стойки закреплены жестко..
Здравствуйте!
1) Решать - стойки или подвески у Вас - должны Вы, от этого будет и расчет отличаться.
2) Сделать такую ферму монолитной с колоннами очень сложно, точнее даже не представляю как - это такую форму опалубочную городить, это расчет до и после натяжения арматуры. - Если фермы и делали монолитными, то это не серийные образцы, где верхний пояс был из сборных элементов, а нижний - монолитным и его изготовление - это вообще отдельная история. А главное - тот участок фермы, что опирается на колонну - при жестком узле в нем будет растянута верхняя зона, как его решить. Пытаться отогнуть всю напрягаемую арматуру фермы вверх? Сомнительно.
Здравствуйте, Ал-й!
Моя ферма уже существует, она уже стоит 33 года, я просто проверяю все в Лире, определяю усилия.
Сведения о расчёте раскосных и безраскосных ферм
Железобетонные фермы применяют при пролетах 18, 24 и 30 м и шаге 6 или 12 м. В железобетонных фермах в сравнении со стальными расход металла почти вдвое меньше, но трудоемкость и стоимость изготовления немного выше. При пролетах 36м и больше, как правило, применяют стальные фермы. Однако технически возможны железобетонные фермы и при пролетах 60 м и более.
При скатных, малоуклонных и плоских покрытиях применяют железобетонные фермы, отличающиеся очертанием поясов и решетки и имеющие различные технико-экономические показатели (табл.1). Различают
Таблица №1.
следующие основные типы фермы; сегментные с верхним поясом ломаного очертания и прямолинейными участками между узлами (рис.1,а); арочные pacкocныe с редкой решеткой и верхним поясом плавного криволинейного очертания (рис.1,б); арочные безраскосные с жесткими узлами в примыкании стоек к поясам и верхним поясам криволинейного очертания (рис.1,в); полигональные с параллельными поясами или с малым уклоном верхнего пояса трапециевидного очертания (рис.1,г); полигональные с ломаным нижним поясом (рис.1,д).
Рис.1. Конструктивные схемы железобетонных ферм
Высоту ферм всех типов в середине пролета обычно принимают равной 1/7. 1/9 пролета. Панели верхнего пояса ферм, за исключением арочных раскосных, проектируют размером 3 м с тем, чтобы нагрузка от плиты покрытия передавалась в узлы ферм и не возникал местный изгиб. Нижний растянутый пояс ферм всех типов и растянутые раскосы ферм некоторых типов проектируют предварительно напряженными, с натяжением арматуры, как правило, на упоры.
Наиболее благоприятное очертание по условию статической работы имеют сегментные и арочные фермы, так как очертание их верхнего пояса приближается к кривой давления. Решетка этих ферм слабо работающая (испытывающая незначительные усилия), а высота на опорах сравнительно небольшая, что приводит к снижению массы фермы и уменьшению высоты наружных стен. В арочных раскосных фермах изгибающие моменты от внеузлового загружения верхнего пояса уменьшаются благодаря эксцентриситету продольной силы, вызывающему момент обратного знака, что позволяет увеличить длину панели верхнего пояса и сделать решетку более редком (рис.2). В арочных безраскосных фермах возникают довольно большие изгибающие моменты в стойках, поясах и для обеспечения прочности и трещиностойкости появляется необходимость в дополнительном армировании. Однако эти фермы несколько проще в изготовлении, удобнее в зданиях с малоуклонной или плоской кровлей и при использовании межферменного пространства для технологических коммуникаций (при устройстве дополнительных стоечек над верхним поясом). Полигональные фермы с ломаным очертанием нижнего пояса более устойчивы на монтаже и не требуют специальных креплений, так как их центр тяжести расположен ниже уровня опор.
Для ферм всех типов уменьшение размеров сечений и снижение общей массы достигается, применением бетонов высоких классов (В30. В50) и высоким процентом армирования сечений поясов.
Фермы рационально изготовлять цельными. Членение их и на полуфермы с последующей, укрупнительной сборкой на монтаже повышает стоимость. Фермы пролетом 18 м изготовляют цельными; пролетом 24 м - цельными или из двух полуферм; пролетом 30 м - из двух полуферм. Решетку полуфермы следует разбивать так, чтобы стык нижнего пояса для удобства монтажного соединения был выносным, т. е. расположенным между узлами (с.м. рис.1,а). Чтобы обеспечить монтажную прочность участка нижнего пояса, у стыка устраивают конструктивные дополнительные подкосы (не учитываемые в расчете).
Решетка ферм может быть закладной из заранее изготовленных железобетонных элементов с выпусками арматуры, которые устанавливают перед бетонированием поясов и заводят в узлы на 30. 50 мм, или изготовляемой одновременно с бетонированием поясов. Последний вариант получил большее распространение. Ширина сечения закладной решетки должна быть меньше ширины сечения поясов, а ширина сечения решетки, бетонируемой одновременно с поясами, должна быть равна ширине сечения последних.
Ширину сечения поясов ферм из условий удобства изготовления применяют одинаковой. При шаге ферм 6 м ее принимают 200. 250 мм, а при шаге ферм 12 м 300. 350 мм.
Армирование нижнего растянутого пояса необходимо выполнять с соблюдением расстояний в свету между напрягаемыми стержнями, канатами и спаренной проволокой, что обеспечивает удобство укладки и уплотнения бетонной смеси. Вся растянутая арматура должна быть охвачена замкнутыми конструктивными хомутами, устанавливаемым с шагом 500 мм.
Верхний сжатый пояс и решетки армируют ненапрягаемой арматурой в виде сварных каркасов. Растянутые элементы решетки при значительных усилиях выполняют предварительно напряженными.
В узлах железобетонных ферм для надежной передачи усилий от одного элемента к другому создают специальные уширения - вуты, позволяющие лучше разместить и заанкерить арматуру решетки (рис.3).
Узлы армируют окаймляющими цельногнутыми стержнями диаметром 10. 18 мм и вертикальными поперечными стержнями диаметром 6. 10 мм с шагом 100 мм, объединенными в сварные каркасы. Арматуру элементов решетки заводят в узлы, а растянутые стержни усиливают на конце анкерами в виде коротышей, петель, высаженных головок. Надежность заделки проверяют расчетом.
Рис. 3. Армирование узлов ферм: а. в - верхнего пояса; г - нижнего пояса
Опорные узлы ферм армируют дополнительной продольной ненапрягаемой арматурой и поперечными стержнями, обеспечивающими надежность анкеровки растянутой арматуры нижнего пояса и прочность опорного узла по наклонному сечению. Кроме того, чтобы предотвратить появление продольных трещин при отпуске натяжения арматуры, ставят специальные поперечные стержни, приваренные к закладным опорным листам, и сетки.
Пример армирования сегментной фермы пролетом 24 м приведен на (рис.4). Напрягаемую арматуру нижнего пояса фермы предусматривают нескольких видов: канаты класса К-7, К-I0; стержневую класса A-IV, высокопрочную проволоку Bp-II. Арматуру натягивают на упоры. Хомуты нижнего пояса выполняют в виде встречно поставленных П- образных сеток, окаймляющих напрягаемую арматуру. В опорном узле поставлены дополнительные продольные ненапрягаемые стержни диаметром 12 мм, заведенные в приопорную панель нижнего пояса, и поперечные стержни диаметром 10 мм.
Рис.4. Железобетонная сегментная ферма пролетом 24м:
1 – ненапрягаемые стержни, 2 – горизонтальные сетки; 3 – вертикальные сетки: 4 – сварной каркас опорного узла; 5,6 – сварные каркасы промежуточных узлов; 7 – сварной каркас верхнего пояса
Сведения о расчёте раскосных и безраскосных ферм
Расчет ферм выполняют на действие постоянных и временных нагрузок - вес покрытия и фермы, нагрузки от подвесного транспорта. Вес покрытия считается приложенным к узлам верхнего пояса, а нагрузки от подвесного транспорта - к узлам нижнего пояса. В расчете учитывают неравномерное загружение снеговой нагрузкой у фонарей и по покрытию здания. Учитывают так же невыгодное для элементов решетки загружение одной половины фермы снегом и подвесным транспортом.
В расчетной схеме раскосной фермы при определении усилии принимают шарнирное соединение элементов поясов и решетки в узлах. В расчетах прочности влиянием жесткости узлов фермы на усилия в элементах поясов и решетки ввиду малости можно пренебречь. При определении изгибающих моментов от внеузловой нагрузки верхний пояс рассматривают как неразрезную балку, опорами которой являются узлы.
Прочность сечений поясов и решетки рассчитывают по формулам для сжатых и растянутых элементов. Сжатые элементы в плоскости фермы и из плоскости фермы имеют различную расчетную длину l0, а именно:
Сжатый верхний пояс в плоскости фермы:
Сжатый верхний пояс из плоскости фермы:
для участка под фонарем размером 12 м и более …….…….. 0,8l
в остальных случаях ………………………………………….. 0,9l
Сжатые раскосы и стойки в плоскости фермы и из плоскости фермы:
Здесь l - расстояние между центрами смежных закрепленных узлов; - эксцентриситет продольной силы; h - высота сечения верхнего пояса; - ширина сечения соответственно верхнего пояса и стойки.
© 2014-2022 — Студопедия.Нет — Информационный студенческий ресурс. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав (0.009)
Читайте также: