Содержание
Связи между колоннами — Студопедия
Поделись
Элементы каркаса, соединяющие между собой поперечные рамы, называют связями. Они воспринимают различные нагрузки, обеспечивая пространственную жесткость каркаса.
По характеру расположения связи бывают горизонтальные, установленные в плоскости ферм, и вертикальные, установленные между колоннами или фермами в вертикальной плоскости.
Вертикальные связи между колоннами продольных рядов устанавливают в середине температурного блока в каждом ряду. За температурный блок принимается длина здания 60 м, 72 м, 84 м. При шаге колонн 6 м ставят крестовые связи, при шаге 12 м – портальные.
В зданиях без мостовых кранов или с подвесными кранами связи ставят, когда высота помещения больше 10,8 м.
В зданиях с мостовыми кранами связи устанавливаются в подкрановой части начиная с высоты здания 8,4 м, а для зданий высотой 12 м; 13,2 м; 14,4 м предусматриваются и в надкрановой части здания.
Горизонтальные крестовые связи в уровне нижнего пояса балок или ферм устанавливают в зданиях с мостовыми кранами во втором шаге в начале здания и в предпоследнем шаге в конце здания.
Роль горизонтальных связей также выполняют плиты покрытия, подстропильные фермы или балки, подкрановые и обвязочные балки, стеновые панели.
Связи выполняют из стальных прокатных парных уголков или швеллеров и приваривают к закладным деталям колонн.
Тип связей и их конструкция предусматривается серией 1.424.1-5
Крестообразная 6 м связь весит ≈ 600-800 кг,
Портальная 6 м связь ≈ 100-1500 кг.
Стальной каркас
1. Основные типы колонн, опираемые на фундамент.
2. Стальные подкрановые балки.
3. Главные элементы покрытия из стали.
4. Детали и узлы стального каркаса
— соединение подкрановой балки с консолями и между собой
— крепление подкранового рельса с подкрановой балкой.
— соединение главных элементов покрытия с колоннами
Стальной каркас одноэтажного промышленного здания состоит из тех же конструктивных элементов, что и сборный ж/б каркас.
Стальные каркасы применяются в зданиях с повышенной этажностью, при укрупненной сетке колонн, а также при мостовых кранах большой грузоподъемности. Применение стального каркаса должно быть экономически обосновано.
Отсеки стальных каркасов по длине через 230 и 200 м и при ширине соответственно через 150 и 120 м разделяют деформационными швами.
Стальные каркасы допускаются в следующих случаях:
— при высоте одноэтажных зданий более 14,4 м;
— при грузоподъемности кранов 50 т и более;
— при пролетах здания 30 м и более.
Стальные колонны по конструкции бывают сплошные и сквозные.
Поперечное сечение сплошных колонн состоит из прокатных профилей (металлических уголков, швеллеров, двутавров, двутавра и швеллера) или листов, сваренных между собой по высоте. Сквозные колонны состоят из двух отдельных ветвей выполненных из сварных двутавров, соединенных планками или решетками, а надкрановая часть колонны выполняется из двутавра.
Колонны постоянного сечения устанавливают в бескрановых зданиях или в зданиях с мостовыми кранами высотой 8,4 и 9,6 м.
Колонны сквозного сечения устанавливают в зданиях с высотой этажа 10,8 – 18 м, с мостовыми кранами грузоподъемностью до 125 т.
При выполнении стального каркаса фундаменты под колонны устраиваются, как и при сборном ж/б каркасе из монолитного ж/б с некоторыми изменениями.
В нижней части колонны имеются башмаки – конструктивный элемент крепления колонны к фундаменту. Основная часть каждого башмака – стальная плита (опорный лист) толщиной 30-60 мм, которая может быть усилена ребрами, приваренными к опорной плите и стволу колонны. На нее опирается ветвь колонны, башмак крепят к фундаменту анкерными болтами. Опирание башмака осуществляется через слой цементно-песчаного раствора.
Для связи башмака с фундаментом в нем, во время бетонирования устанавливаются деревянные пробки пирамидальной формы с большим основанием вверху.
Деревянные пробки оборачиваются с наружной стороны толью или рубероидом, чтобы после бетонирования и схватывания бетона пробка легко вынималась.
Глубина заложения пробки вычисляется расчетом. В фундаменте образуются отверстия, в которые устанавливаются анкера (стержни). Нижний конец должен быть с крюком. После тщательной выверки (проверки) расстояний между осями стержней, отверстия бетонируются. Количество устанавливаемых стержней, их диаметр и длина – величины расчетные. Через эти болты происходит соединение башмака с фундаментом. Соединение выполняется двумя гайками и шайбой.
Подкрановые балки выполняются в виде сварных двутавров со стенками, укрепленными ребрами жесткости для шага колонн 6 и 12 м. Балки предусматриваются высотой 700, 900,1050 мм для шага колонн 6 м и 1100, 1300, 1450 мм для шага колонн 12 м.
Между собой подкрановые балки соединяются при помощи болтов.
С консолью колонны подкрановые балки соединяются также при помощи болтов через опорную пластину.
Крепление рельса к стальным подкрановым балкам осуществляется при помощи прижимных лапок (как и при ж/б подкрановых балках), а также при помощи крюков.
Вид крепления зависит от режима работы мостового крана. По режиму работы мостовые краны делятся на легкие, средние и тяжелого режима. Чем больше во времени работает кран (2,3 смены), тем выше режим работы.
Крюками рельсы крепятся к металлическим подкрановым балкам при среднем и тяжелом режиме работы, а при легком режиме работы – при помощи прижимных лапок.
В качестве главных элементов покрытия в стальных каркасах применяются стальные стропильные и подстропильные фермы с различным профилем: треугольные, прямоугольные.
Пояса и решетку стропильных и подстропильных ферм выполняют из парных уголков или труб и соединяют между собой сваркой при помощи фасонок из листовой стали. Стропильные конструкции крепят к колоннам при помощи анкерных болтов.
Соединение главных элементов покрытия с колоннами каркаса.
Связи, установленные между стропильными фермами и колоннами обеспечивают пространственную жесткость стального каркаса.
В уровне верхнего пояса ферм закрепляют горизонтальные крестовые связи и распорки.
В уровне нижнего пояса ферм закрепляют поперечные и продольные связевые фермы и ставят растяжки из уголков.
Между стропильными фермами закрепляют вертикальные крестовые связи или фермочки с параллельными поясами.
Вертикальные связи между колоннами устанавливают в каждом продольном ряду колонн (в средине температурного блока).
Вертикальные связи в надкрановой части колонн располагают в местах расположения вертикальных связей между фермами покрытия.
Все типы связей выполняются из прокатных профилей металла и закрепляют болтами или сваркой к элементам каркаса.
IX. Стальные вертикальные связи по колоннам железобетонных и стальных каркасов.
Для
повышения устойчивости одноэтажных
зданий в
продольном
направлении предусматривают систему
вертикальных и горизонтальных
связей между колоннами каркаса и в
покрытии.
Рис. IX
-1. Связи
между колоннами:
а
-связи между железобетонными колоннами;
б
—
то же, между стальными колоннами
постоянного сечения; в
—
то же, при двухветвевых колоннах;
1
— связи
истового
типа; 2-
то
же, портального; 3- основные связи; 4-
верхние
связи
Вертикальные
связи при железобетонных
колоннах
каркаса в зданиях без мостовых кранов
и с
подвесным
транспортом устанавливают только при
высоте помещений более
9,6м. их располагают
в середине температурных блоков в каждом
ряду колонн.
При шаге колонн 6 м по верху всех колонн
дополнительно устанавливают
продольные распорки. В зданиях,
оборудованных мостовыми
кранами, связи
устанавливают в подкрановой части.
Связи по колоннам делают
крестовыми и портальными (рис. IX
-1, а).
Выбор
формы связей
зависит
от шага колонн, высоты от пола до головки
подкранового рельса
и
вида напольного транспорта. Крестовые
связи чаще всего применяют
при
шаге колонн 6 м, высоте до головки
подкранового рельса до 10 м и малогабаритном
напольном транспорте, а портальные —
при
шаге 6 и 12
м в более высоких зданиях с использованием
крупногабаритного
транспорта (автомобили, штабеллеры и
т.п.).
Вертикальные
связи по стальным колоннам каркаса
предусматривают
в каждом продольном ряду колонн
в виде основных
(подкрановые) и верхних (надкрановые).
Основные связи
устраивают
в середине здания или температурного
отсека, благодаря
чему достигается
свобода температурных перемещений
конструкций в обе
стороны,
а также снижаются температурные
напряжения в колоннах. Верхние
связи
устанавливают по краям температурного
отсека, а
также в тех панелях,
где расположены вертикальные, поперечные
и горизонтальные
связи
между ригелями покрытия (рис.
IX
-1, б).
Вертикальные
связи между опорами железобетонных
стропильных конструкций
ставят только в покрытиях с плоской
кровлей. В зданиях без
подстропильных конструкций такие связи
размещают в каждом ряду колонн, а с
подстропильными конструкциями — только
в крайних рядах колонн
при шаге 6 м.
Между
опорами ферм или балок вертикальные
связи устанавливают не
чаще чем через один шаг колонн. В местах
отсутствия вертикальных связей
ставят распорки, располагаемые поверху
колонн (рис. IX-2,
а).
Ключевые
слова:
—
крестовые и портальные вертикальные
связи
—
основные (подкрановые) и верхние
(надкрановые) вертикальные
связи
— распорки
(тяжи)
Рис. IX-2. Связи
в покрытиях при железобетонных стропильных
конструкциях:
а —
при
шаге 6 м в бескрановых зданиях без
подстропильных конструкций; б-
то
же,
с подстропильными конструкциями; в
— при
шаге 12м в зданиях с мостовыми
кранами;
1 —
вертикальная
связь по фермам; 2
— распорка;
3
— горизонтальная
распорка
по подстропильным фермам; 4
— горизонтальная
ферма в торцах; 5
—связь
по колоннам
Сейсмическая оценка залитых раствором муфтовых соединений для сборных железобетонных конструкций.
..
Название: Сейсмическая оценка залитых раствором муфтовых соединений для стыков железобетонных колонн и балок верхнего яруса в ускоренном строительстве мостов
Дата: март — апрель 2015 г.
Объем: 60
Выпуск: 2
Номер страницы: 80 — 103
Автор(ы): М. Дж. Амели, Джоэл Э. Паркс, Дилан Н. Браун и Крис П. Пантелидес
https://doi.org/10.15554/pcij.03012015.80.103
Нажмите здесь, чтобы получить доступ к полной статье журнала.
Аннотация
Соединения между сборными железобетонными элементами должны выдерживать значительные напряжения и деформации при землетрясениях. Соединитель с стыковочной муфтой с цементным раствором рассматривается для использования в ускоренном строительстве мостов. Несмотря на то, что залитые цементным раствором соединительные муфты облегчают строительство мостов из сборного железобетона и ускоряют строительство, правила проектирования сейсмических мостов запрещают их использование в пластиковых петлях колонн.
Узлы половинной шкалы мостовой колонны и верхней балки были испытаны для исследования их реакции на циклическую квазистатическую нагрузку. Залитые раствором соединительные муфты располагались в зоне пластикового шарнира колонны для первого варианта и в верхней балке для второго. Контролем служил образец монолитного монолитного бетона с идентичными деталями. Удовлетворительная пропускная способность и пластичность при смещении были достигнуты, когда залитые цементным раствором соединительные втулки находились внутри соединения верхней балки. Исследования показывают, что соединения сборных железобетонных конструкций, выполненные с помощью специальных соединителей с залитыми раствором втулок в верхней балке, должны адекватно работать в регионах с умеренной и высокой сейсмичностью.
Каталожные номера
Панг, Дж. Б. К., М. О. Эберхард и Дж. Ф. Стэнтон. 2010. «Соединение больших стержней для изгибов сборных мостов в сейсмических регионах». Журнал мостостроения 15 (3): 231–239.
Мацумото, Э. Э. 2009. «Эмулятивные сборные соединения с изогнутой крышкой для сейсмических регионов: испытания компонентов — образец залитого цементным раствором воздуховода (блок 2)». Отчет ECS ECSCSUS-2009-02. Сакраменто, Калифорния: Калифорнийский государственный университет, Сакраменто.
Машал М. и А. Палермо. 2014. «Экспериментальное исследование сейсмических характеристик полумасштабного полностью сборного моста, изогнутого с использованием эмулирующего раствора». На 10-й Национальной конференции по инженерии землетрясений: границы инженерии землетрясений, материалы, компакт-диск, Научно-исследовательский институт инженерии землетрясений, Окленд, Калифорния.
Matsumoto, EE 2009. «Эмулятивные сборные соединения с изогнутыми крышками для сейсмических регионов: испытания компонентов — образец полной пластичности гнезда крышки (блок 3)». Отчет ECS ECS-CSUS-2009-03. Сакраменто, Калифорния: Калифорнийский государственный университет, Сакраменто.
Рестрепо Дж.
И., М. Дж. Тобольски и Э. Э. Мацумото. 2011. «Разработка системы сборных гнутых крышек для сейсмоопасных регионов». NCHRP (Национальная совместная программа исследований автомобильных дорог) 681. Вашингтон, округ Колумбия: NCHRP.
Haraldsson, O.S., MJ Schoettler, G. Finnsson, P.M. Davis, JF Stanton и M.O. Eberhard. 2013. «Сейсмостойкость сборных железобетонных колонн моста, изготовленных из несвязанного предварительного натяжения и гибридного бетона, армированного волокном». В материалах Седьмой национальной сейсмической конференции по мостам и автомагистралям: устойчивость мостов к землетрясениям и другим стихийным бедствиям. Дж. Капур и Т. Остром, ред. Буффало, Нью-Йорк: Университет Буффало, Государственный университет Нью-Йорка. компакт-диск ром.
Хабер, З. Б., М. С. Саиди и Д. Х. Сандерс. 2014. «Сейсмические характеристики сборных колонн с механически сращенными соединениями колонны с фундаментом». Структурный журнал ACI 111 (3): 639–650.
Тазарв М. и Саиди М.
С. 2014. «Следующее поколение мостовых колонн для ускоренного строительства мостов в зонах высокой сейсмической активности». CCEER (Центр гражданских инженерных исследований землетрясений) 14-06. Рино, Невада: Департамент гражданского и экологического проектирования, Университет Невады, Рино.
Марш, М. Л., М. Вернли, Б. Е. Гаретт, Дж. Ф. Стэнтон, М. О. Эберхард и М. Д. Вейнерт. 2011. «Применение соединений ускоренного строительства мостов в регионах с умеренной и высокой сейсмичностью». NCHRP (Национальная программа совместных исследований автомобильных дорог) 698. Вашингтон, округ Колумбия: NCHRP.
Jansson, PO 2008. «Оценка механических соединений, заполненных цементным раствором, для сборных железобетонных конструкций». Отчет R-1512. Лансинг, Мичиган: Департамент транспорта Мичигана.
Роуэлл, С. П., К. Э. Грей, С. К. Вудсон и К. П. Хагер. 2009 г.. «Испытания механических муфт на высокую скорость деформации». ERDC (Центр инженерных исследований и разработок) TR-09-8.
Виксбург, Массачусетс: Инженерный корпус армии США, Центр инженерных исследований и разработок, Лаборатория геотехники и конструкций.
Хабер, З. Б., М. С. Саиди и Д. Х. Сандерс. 2013. «Сборные соединения колонн и фундаментов для ускоренного строительства мостов в сейсмических зонах». ЦЦВР 13-08. Рино, Невада: Центр исследований землетрясений в гражданском строительстве, Департамент гражданского строительства и экологии, Университет Невады, Рино.
Мацудзаки Ю. и др. 1987. «Влияние рукавов на свойства элементов, исследование поведения железобетонных балок со стальными стыковыми рукавами, заполненными цементным раствором». Архитектурный институт Японии, Токио, Япония.
Соединительная втулка Japan Ltd. «Испытания соединений арматурных стержней в железобетонных колоннах с использованием соединительных муфт NMB». NPD-024, Splice Sleeve Japan, Ltd., Токио, Япония.
Йошино Т., К. Кобаяши и М. Асэ. 1996. «Метод интенсивного армирования на сдвиг для элементов PCA с муфтовым соединением».
В материалах одиннадцатой Всемирной конференции по сейсмостойкому делу, 23–28 июня, Акапулько, Мексика, Оксфорд: Elsevier Science. компакт-диск.
Аида Х., Ю. Танимура, Т. Тадокоро и К. Такимото. 2005. «Испытание на обратную циклическую нагрузку сборных колонн с заполненными цементным раствором рукавами для железнодорожных виадуков». Японский институт бетона, Труды Японского института бетона 27 (2).
Ритц, Р. Дж., М. В. Рамин и А. Матаморос. 2004. «Характеристики механических соединений в области пластикового шарнира балок, подверженных циклическим нагрузкам». Документ № 1073, Материалы 13-й Всемирной конференции по сейсмостойкому делу. Ванкувер, Британская Колумбия, Канада: Канадская ассоциация сейсмостойкого строительства. компакт-диск.
AASHTO (Американская ассоциация государственных служащих автомобильных дорог и транспорта). 2012. Спецификации конструкции моста AASHTO LRFD. Вашингтон, округ Колумбия: AASHTO.
ААШТО. 2011. Спецификации руководства AASHTO по проектированию сейсмических мостов LRFD.
Вашингтон, округ Колумбия: AASHTO.
Департамент транспорта Калифорнии. 2010. Критерии сейсмического проектирования. Сакраменто, Калифорния: Отдел инженерных услуг.
ASTM A370-09a. 2009. Стандартный метод испытаний и определения для механических испытаний стальных изделий. Западный Коншохокен, Пенсильвания: ASTM International. дои: 10.1520/A0370-09А.
ASTM C39. 2012. Стандартный метод испытаний на прочность на сжатие цилиндрических бетонных образцов. ASTM International, Западный Коншохокен, Пенсильвания. дои: 10.1520/C0039_C0039M-12.
ASTM C109. 2012. Стандартный метод испытаний на прочность на сжатие гидравлических цементных растворов (с использованием 2-дюймовых или [50-мм] кубических образцов). ASTM International: Западный Коншохокен, Пенсильвания. дои: 10.1520/C0109_C0109M-12.
Комитет ACI 374. 2013. Руководство по испытанию железобетонных конструктивных элементов при медленно прикладываемых смоделированных сейсмических нагрузках. АКИ 374.
2R-13. Фармингтон-Хиллз, Мичиган: ACI.
Park, R. 1989. «Оценка пластичности конструкций и структурных сборок по результатам лабораторных испытаний». Бюллетень Новозеландского национального общества сейсмостойкого строительства 22 (3): 155–166.
Пристли, М.Дж.Н. и Р. Парк. 1987. «Прочность и пластичность бетонных колонн моста при сейсмической нагрузке». Структурный журнал ACI 84 (1): 61–76.
Амели, М.Дж., Дж.Э. Паркс, Д.Н. Браун и С.П. Пантелидес. 2014. «Сейсмическая оценка залитых цементным раствором стыковых муфтовых соединений для сборных ж/б мостовых опор». Отчет УТ-14.09. Солт-Лейк-Сити, Юта: Департамент транспорта штата Юта.
Чопра, А. 2007. Динамика конструкций, теория и приложения к инженерии землетрясений. 4-е изд. Река Аппер-Сэдл, Нью-Джерси: Пирсон Прентис Холл.
Характеристики соединений сборных железобетонных балок с колоннами при циклической нагрузке
Название: Характеристики соединений сборных железобетонных балок с колоннами при циклических нагрузках
Дата: Май-июнь 1991
Объем: 36
Выпуск: 3
Номер страницы: 56-67
Автор(ы): Джеральдин С.
Чеок, Х. С. Лью
https://doi.org/10.09554/pcij19.050.
Щелкните здесь для доступа к полной статье журнала
Abstract
Представлено экспериментальное исследование поведения соединений сборных железобетонных балок с колоннами при циклическом неупругом нагружении, проведенное в Национальном институте стандартов и технологий. Исследование было инициировано для получения данных для разработки рациональной методики проектирования таких соединений в сейсмически активных регионах. Целью исследования является разработка устойчивого к моменту соединения сборных железобетонных конструкций, которое является экономичным и простым в изготовлении. Были испытаны четыре монолитных бетонных соединения балки с колонной масштаба в одну треть: два были спроектированы в соответствии с 1985 Единых строительных норм и правил (UBC) для сейсмической зоны 2 и двух критериев для зоны 4 UBC. Кроме того, были испытаны два сборных предварительно напряженных бетонных соединения балки с колонной, конструкция которых аналогична монолитным образцам Зоны 4.
Эти испытания представляют собой первый этап многолетней программы испытаний.
Ссылки
1. Совет по прикладным технологиям, «Проектирование сборных железобетонных зданий для сейсмических нагрузок», Беркли, Калифорния, 1981.
2. Клаф, Д. П., «Проектирование соединений сборных железобетонных зданий для воздействия землетрясений». , Технический отчет № 5, Институт сборного/предварительно напряженного бетона, Чикаго, Иллинойс, 19 марта.85.
3. Хокинс, Н. М., и Энглкирк, Р. Э., «Американо-японский семинар по сборным железобетонным конструкциям в сейсмических зонах», ЖУРНАЛ PCI, т. 32, № 2, март, апрель 1987 г., стр. 75-85.
4. Чеок, Г. С., и Лью, Х. С., «Эксплуатационные характеристики сборных железобетонных балок и колонн в масштабе 1/3, подверженных циклическим неупругим нагрузкам», NISTIR 4433, Национальный институт стандартов и технологий, Гейтерсберг, Мэриленд, октябрь 1990 г.
5. Парк Р. и Томпсон К. Дж., «Испытания на циклическую нагрузку предварительно напряженных и частично предварительно напряженных соединений балка-колонна», ЖУРНАЛ PCI, т.
22, № 5, сентябрь — 19 октября.77, стр. 84-110.
6. Булл, Д.К., и Парк, Р., «Сейсмостойкость рам, включающих оболочки сборных предварительно напряженных бетонных балок», ЖУРНАЛ PCI, т. 31, № 4, июль-август 1986 г., стр. 54-93.
7. Пиллаи, С.У., и Кирк, Д.В., «Соединение вязкой балки и колонны в сборном железобетоне», Журнал ACI, т. 78, № 6, ноябрь-декабрь 1981 г., стр. 480-487. Май-июнь 1991 г.
8. Бхатт, П., и Кирк, Д. В., «Испытания улучшенного соединения балки с колонной для сборного железобетона», Журнал ACI, т. 82, № 6, ноябрь-декабрь 1985, с. 834-843.
9. Секин, М., и Фу, Х.К., «Соединения балки и колонны в сборных железобетонных конструкциях», Структурный журнал ACI, т. 87, № 3, май, июнь 1990 г., стр. 252-261.
10. Стэнтон, Дж. Ф., Андерсон, Р. Г., Долан, К. В., и Макклири, Д. Э., «Соединения с сопротивлением моменту и простые соединения», Исследовательский проект № I / 4, Институт сборного/предварительно напряженного бетона, Чикаго, Иллинойс, 1986.
11. Френч, К.В., Хафнер, М., и Джаяшанкар, В., «Соединения между сборными элементами — разрушение в области соединения», Журнал структурной инженерии ASCE, т. 115, № 12, 19 декабря.89, стр. 3171-3192.
12. Френч, К.В., Аму, О., и Тарзихан, К., «Соединения между сборными элементами — разрушение за пределами области соединения», Журнал ASCE по проектированию конструкций, т. 115, № 2, февраль 1989 г., стр. 316-340.
13. Соубра, К. С., и др., «Армированные волокнами бетонные соединения для сейсмостойкого проектирования сборных железобетонных конструкций», Отчет № UMCE 89-13, Мичиганский университет, Анн-Арбор, Мичиган, октябрь 1989 г.
14. Имаи, Х., и Кано, Ю., «Стандарт оценки эффективности соединений арматуры», Материалы американо-японского семинара по сборным железобетонным конструкциям в сейсмических зонах, т. 2, Токио, Япония, 19 октября.86, стр. 137-156.
15. Кано, Ю., «Обзор японских сборных железобетонных каркасных конструкций, используемых в качестве строительных конструкций», Семинар, Сборные железобетонные конструкции в сейсмических зонах, Японский институт бетона, Япония, 1986, стр.