Предварительно напряженные фермы - раздел Образование, Основы металлических конструкций В Фермах Предварительное Напряжение Осуществляется Затяжками, В Неразрезных Ф...
В фермах предварительное напряжение осуществляется затяжками, в неразрезных фермах – смещением опор. В разрезных фермах затяжки выполняются из высокопрочных материалов (стальных канатов, пучков
высокопрочной проволоки и т.п.). Затяжки следует размещать так, чтобы в результате их натяжения в наиболее нагруженных стержнях фермы возникали усилия, обратные по знаку усилиями от нагрузки.
Затяжки можно размещать в пределах длины отдельных стержней, работающих под нагрузкой на растяжение, создавая в них предварительное напряжение сжатия (рис.9.27,а). Этот способ эффективен только для тяжелых ферм.
В фермах, пояс которых (работающий на растяжение) имеет значительный удельный вес по расходу металла, можно создать предварительное напряжение одной затяжкой во всех панелях пояса (рис.9.27,б).
В легких фермах наиболее эффективна схема типа арки с затяжкой (рис.9.27, в, г).
Возможны выносные затяжки (рис.9.27,д), разгружающее воздействие которых на стержни фермы может быть особенно значительным. Однако по условиям компоновки сооружения и транспортирования – выносную затяжку не всегда можно применить.
При размещении затяжки вдоль нижнего пояса по длине она соединяется диафрагмами с поясом и обеспечивает его от потери устойчивости во время предварительного напряжения (рис.9.28), когда нижний пояс получает сжимающие усилия.
При выносных затяжках и в схеме “арка с затяжкой” необходима принять меры для обеспечения устойчивости нижнего пояса в процессе предварительного напряжения. В этом случае следует осуществлять натяжение затяжки в проектном положении, когда ферма раскреплена связями или же на земле во время монтажа, после чего выполнять натяжение и подъем (рис.9.29, а). В пространственных системах ферм, например, треугольного сечения, также можно производить натяжение внизу, так как нижний пояс закреплен от потери устойчивости (рис.9.29,б).
Сечения стержней в предварительно напряженных фермах могут быть такими же как и в обычных. При предварительном напряжении отдельных стержней затяжки должны размещаться симметрично относительно вертикальной оси стержня. По конструктивным соображениям они часто проектируются из двух ветвей (см. рис.9.28).
Основы расчета и конструирования предварительно напряженных ферм изложены в спецкурсе (“Металлические конструкции” [3]).
1. Классификация и область применения ферм (стр.2-4).
2. Выбор статической схемы и очертания фермы и определения ее размеров(стр.4-9).
3. Какие бывают решетки в фермах? (стр.5-10).
4. Что такое строительный подъем и для чего он нужен? (cтр.9-10).
5. Как обеспечивается устойчивость ферм? (стр.11-12).
6. Какие бывают сечения ферм и их подбор? (стр.12-15; 21-27).
7. Как определяются расчетные нагрузки на ферму и усилия в ее стержнях? (стр16-19).
8. Как определяется расчетная длина стержней? (стр.19-21).
9. Что такое предельная гибкость стержня? (стр.20-21).
10. Конструирование ферм. Какая разница между фермами из одиночных уголков и из парных? (стр.27-33).
11. Когда используется сечение поясов из тавров? (стр.34-35).
12. Из чего еще конструируют фермы? (стр.35-40).
13. Что такое предварительно напряженные фермы? (стр.40-42)
14. Как оформляют чертежи легких ферм? (стр.39).
Все темы данного раздела:
В В Е Д Е Н И Е
Понятие «Металлические» конструкции» включают в себя их конструктивную форму, технологию изготовления и способы монтажа. Уровень развития металлических конструкций определяется, с о
Чугунная арка, пролетом 30м применена в перекрытии
Александринского театра в Петербурге (1827-1832 гг.).
В 50-е годы ХIХ века в Петербурге был построен Николаевский мост с восемью арочными пролетами от 33 до 47 м, это самый крупный чугунны
Б) газгольдер мокрый
развития металлических конструкций.Это снижало трудоемкость изготовления и монтажа конструкций, уменьшало расход стали. Из общественных сооружений можно выделить павильон Космоса н
Конструкций
Металлические конструкции применяются во всех инженерных сооружениях значительных пролетов, высоты и нагрузок. В зависимости от конструктивной формы и назначения металлические конст
Условия эксплуатации.
2. Экономия металла(высокая стоимость).
3. Транспортабельность (перевозка по частям или целиком с применением соответствующих транспортных средств).
Алюминиевых сплавов
Для строительных металлических конструкций используются, в основном, стали и алюминиевые сплавы.
Наиболее важными для работы являются механические свойства: прочность, упругость, пластично
Выбор сталей для строительных конструкций.
Выбор стали ведется на основе вариантного проектирования и технико-экономического анализа с учетом рекомендаций норм. Поэтому следует стремиться к большей унификации конструкций, сокращению числа п
Влияние различных факторов на свойства стали
Старение. При температурах ниже температуры образования феррита растворимость углерода ничтожна, но все же в небольшом количестве он остается. При благоприятных обстоятельствах угл
Виды разрушений
Разрушение металла в зависимости от степени развития пластических деформаций может быть хрупким или пластичным (вязким).
Хрупкое разрушение происходит путем отрыва (рис.1.3
Работа металла под нагрузкой
Работу стали при одноосном напряжении можно проследить по испытанию образца на растяжения (рис.1.4.).
В стадии 1 до предела пропорциональности Ơр связь между напряже
Предельным называется состояние конструкции, при котором она перестает удовлетворять эксплуатационным требованиям.
В соответствии с характером требований, предъявляемых к конструкции, различают первое и второе предельное состояния.Существует множество причин приводящих конструкцию в предельное
Основы расчета изгибаемых элементов
Для изгибаемых элементов (балок), у которых пролет превышает высоту поперечного сечения (в 5 и более раз) изменение деформаций по высоте
сечения происходит по линейному закону, напряжения
Пластических деформаций в материале
Изгибаемого элемента
по высоте балки в упругой стадии будет существенно отличаться от предыдущего случая, а при дальнейшем увеличении нагрузки вплоть до появления пластического шарнира (Ơпр = Ơ
Основы расчета центрально сжатых стержней
Исчерпание несущей способности длинных гибких стержней, работающих на осевое сжатие, происходит от потери устойчивости (рис.2.4,а).
Поведение стержня под нагрузкой х
Характеристика основных профилей сортамента
Первичным элементом стальных конструкций является прокатная сталь, которая выплавляется на металлургических заводах. Прокатная сталь, применяемая в стальных конструкциях, делится на две группы:
Листовая сталь
Листовая сталь широко применяется в строительстве, поставляется в пакетах, рулонах и классифицируется следующим образом.
Сталь толстолистовая (ГОСТ 19903- 74). Сор
Двутавры
Двутавры – основной балочный профиль – имеют наибольшее разнообразие по типам (см. рис. 3.1,г-ж), которые соответствуют определенным областям применения.
Холодногнутые профили
Гнутые профилиизготовляются из листа, ленты или полосы толщиной от 1 до 8 мм и могут иметь самую разнообразную форму (рис. 3.3). Наиболее употребительны уголки равнополочные (ГОСТ
Различные профили и изделия из металла, применяемые в строительстве
В сравнительно меньшем объеме применяются в металлических конструкциях профили других конфигураций и стальные материалы разного назначения (стальные канаты и высокопрочная проволока): двутавровые п
Профили из алюминиевых сплавов
Строительные профили из алюминиевых сплавов (рис.3.4), получают прокаткой, прессованием или литьем. Листы, ленты и плиты прокатываются в горячем или холодном состояниях. Листы прока
Конструкциях
1. При проектировании строительных стальных конструкций следует компоновать каждый элемент и весь объект в целом из минимально необходимого числа различных профилей.
2. Применяемые в одном
Виды сварки, применяемые в строительстве
В настоящее время внедряются такие процессы, как электронно-лучевая, плазменная, лазерная и другие виды сварки. Пластичность используемых в строительстве материалов, размеры элементов конструкций и
Виды сварных швов и соединений
Сварным швом (в дуговой сварке) называется конструктивный элемент сварного соединения на линии перемещения источника сварочного нагрева (дуги), образованный затвердевшим после расп
Или с подваркой корня)
Соединение
Шов
Эскиз
Значение
Конструирование и работа сварных соединений
При проектировании сварных соединений необходимо учитывать их неоднородность, определяемую концентрацией напряжений, изменением механических характеристик металла и наличием остаточного и напряженн
Расчет сварных соединений
При расчете сварных соединений необходимо учитывать вид соединения, способ сварки (автоматическая, полуавтоматическая, ручная) и сварочные материалы, соответствующие основному матер
Т а б л и ц а 4.2. Материалы для сварных соединений стальных конструкций
Сталь
Материал
Нормативное
сопротивле-
ние металла
шва
Пояса ферм работают на продольные усилия и момент (аналогично поясам
сплошных балок); решетка ферм воспринимает в основном поперечную силу, выполняя функции стенки балки.
Знак усилия (минус – сжатие, плюс – растяжение) в элементах решетки ферм с параллельны
Компоновка конструкций ферм
Выбор статической схемы и очертания фермы – первый этап проектирования конструкций, зависящий от назначения и архитектурно – конструктивного решения сооружения и пр
Типы сечений стержней ферм
Наиболее распространенные типы сечений элементов легких ферм, показаны на рис.9.10.
По расходу стали наиболее эффективным является трубчатое сечение (рис.9.10,а). Тр
Расчет ферм
Определение расчетной нагрузки.Вся нагрузка, действующая
на ферму прикладывается обычно в узлах фермы, к которым прикрепляются элементы поперечной конструкции (прогоны кро
Определение усилий в стержнях ферм
При расчете ферм со стержнями из уголков или тавров предполагается, что в узлах системы – идеальные шарниры, оси всех стержней прямолинейны, расположены в одной плоскости и пересекаются в центрах у
Определение расчетной длины стержней
В момент потери устойчивости сжатый стержень выпучивается, поворачивается вокруг центров соответствующих узлов и вследствие жесткости фасонок заставляет поворачиваться и изгибаться
Предельные гибкости стержней
Элементы конструкций должны проектироваться из жестких стержней. Особенно существенное значение имеет гибкость “
Подбор сечений элементов ферм
В фермах из прокатных и гнутых профилей для удобства комплектования металла принимают не более 5-6 калибров профилей.
Из условия обеспечения качества сварки и повышения коррозионной стойко
Подбор сечений сжатых элементов
Предельное состояние сжатых элементов ферм определяется их устойчивостью, поэтому проверка несущей способности элементов выполняется по формуле
Подбор сечения растянутых элементов
Предельное состояние растянутых элементов определяется их разрывом , где
Подбор сечения стержней по предельной гибкости
Ряд стержней легких ферм имеет незначительные усилия и, следовательно, небольшие напряжения. Сечения этих стержней подбирают по предельной гибкости (см. п.9.4.4). К таким стержням обычно относятся
Тяжелых ферм
Стержни тяжелых ферм проектируются, как правило, составного сечения – сплошного или сквозного (см. рис.9.11).
Если высота сечения превысит
Конструкция легких ферм
Общие требования к конструированию. Чтобы избежать дополнительных напряжений от расцентровки осей стержней в узлах, их необходимо центрировать в узлах по осям, проходящим через цен
Фермы из одиночных уголков
В легких сварных фермах из одиночных уголков узлы можно проектировать без фасонок, приваривая стержни непосредственно к полке поясного уголка угловыми швами (рис.9.16). Уголки следует прикреплять о
Фермы из парных уголков
В фермах из парных уголков, составленных тавром, узлы проектируют на фасонках, которые заводят между уголками. Стержни решетки прикрепляют к фасонке фланговыми швам (рис.9.17). Усилие в элементе ра
Ферма с поясами из широкополочных тавров
с параллельными гранями полок
Тавры с параллельными гранями полок получают путем продольного роспуска широкополочных двутавров. Тавры применяют в поясах ферм; решетка выполняется из спарен
Фермы из труб
В трубчатых фермах рациональны безфасоночные узлы с непосредственным примыканием стержней решетки к поясам (рис.9.22,а). Узловые сопряжения должны обеспечивать герметизацию в
Фермы из гнутых профилей
Фермы из гнутых сварных замкнутых профилей (ГСП) проектируют с бесфасоночными узлами (рис.9.25). Для упрощения конструкции узлов следует принимать треугольную решетку без дополнительных стоек, при
Оформление рабочего чертежа легких ферм (КМД)
На деталировочном (рабочем) чертеже показывают фасад отправочного элемента, планы верхнего и нижнего поясов, вид сбоку и разрезы. Узлы и сечения стержней чертят в масштабе 1
Новости и инфо для студентов