Конструкция производственного здания. Покрытие по прогонам. Беспрогонные покрытия. Прогоны сплошного сечения. Решетчатые прогоны. Решетчатый прогон
Решетчатый прогон
РЕШЕТЧАТЬЙ ПРОГОН, включающий верхний пояс из парных швеллерных профилей, соединенных стенками, и прикрепленную к поясу решетку из одиночных элементов, отличающийся тем, что, с целью упрощения изготовления при монтаже укрупненными блоками, профили верхнего пояса смещены один относительно другого по высоте, а торцы элементов решетки дополнительно прикреплены к полке верхнего швеллера.
СОЮЗ СОВЕТСНИК
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
„„SU„„ I 108179
Е 04 С 3/08 (1
Я (ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ .ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ!Ф (21) 3444274/29-33 (22) 24.05.82 (46) 15.08.84. Бюл. М 30 (72) И.Л. Кузнецов (71) Казанский инженерно-строительный институт (53) 69.024.81(088.8) (56) 1. Патент Англии ll- 983467, кл. Е 1 К, опублик. 1965.
2. Металлические конструкции.
Под ред. Белени E.È. M., Стройиздат, 1976, с. 355. (54) (57) РЕШЕТЧАТЪЦ! ПРОГОН, включающий верхний пояс из парных швеллерных профилей, соединенных стенками, и прикрепленную к поясу решетку из одиночных элементов, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью упрощения изготовления при монтаже укрупненными блоками, профили верхнего пояса смещены один относительно другого по высоте, а торцы элементов решетки дополнительно прикреплены к полке верхнего швеллера.
11О81 9 из швеллеров.
ИПЯПИ
Тнран 698
Заказ 5845/21
Подпнсиое
Изобретение относится к строительству, в частности к конструкциям решетчатых прогонов, используемым при строительстве покрытий производственных зданий.
Известны решетчатые прогоны,,включающие пояса из парных швеллеров, соединенные трубчатыми элементами решетки (13 °
Недостатком Йзвестных прогонов ig является то, что при использовании парных швеллеров для изготовления поясов прогона и трубчатых стержней решетки усложняется их крепление между собой, что приводит к увеличению массы и повышению трудоемкости изготовления.
Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является решетчатый прогон, включающий верхний пояс из парных швеллерных профилей, соединенных стенками, и прикрепленную к поясу решетку из одиночных элементов(2).
Однако данные прогоны характеризуются тем, что крепление элементов решетки к поясу осуществляется в полости двух швеллеров,. что усложняет сварку и увеличивает трудоемкость изготовления, которая также увеличивается при соединении швеллеров между собой прокладками.
Цель изобретения — упрощение изготовления при монтаже укрупненными
35 блоками.
Поставленная цель достигается тем, что в решетчатом прогоне, включающем верхний пояс иэ парных швеллерных 1 -А профилей, соединенных стенками, и прикрепленную к поясу решетку из одиночных элемент )B профили верхнего пояса смещены один относительно другого по высоте, а торцы элементов решетки дополнительно прикреплены к полке верхнего швеллера.
В прогоне повышается жесткость верхнего пояса эа счет смещения швеллеров при работе в плес.«.о,ти. Иэ плоскости прогоны рас".рег-ляются настилом, для чего монтаж осуществляется укрупненными блоками.
На фиг. 1 изображен прогон, общий вид; на фиг. 2 — разрез А-А на фиг. 1.
Решетчатый прогон включает верхний пояс иэ двух соединенных швеллеров 1 и элементы веерной решетки 2, прикрепленные к верхнему поясу и объединенные фасонкой 3 в общем узле.
Верхний пояс решетчатого прогона образуется ч-з двух соединенных стенками и смещенных один относительно другого по высо":å швеллеров 1. К стенке нижнего швеллера прикреплена решетка 2 из одиночных элементов., например, и.- прокатных уголков. Для увеличения прочности прогона и исклк чения кручения элементы решетки прикрепляются к полке верхнего швеллера.
Собранный таким образом решетчатый прогон поэвопяет значительно увеличить жесткость на изгиб верхнего пояса и обеспечивает простое и доступное крепление элементов решетки непосредственно к стенке одного
Фкпиал ППП. "Патент", Уж"ород, ул. Ироектнаа, 4
www.findpatent.ru
Прогоны сплошного сечения
Сплошные прогоны выполняются по разрезной и неразрезной схемам. Хотя при неразрезной схеме расход стали на прогоны меньше, в целях упрощения монтажа чаще применяются разрезные прогоны.
При малоуклонной кровле (i=1,5 %) работа прогонов ничем не отличается от работы обычных прокатных балок на вертикальную нагрузку; аналогичен также и расчет.
При кровле с большим уклоном прогоны, расположенные на скате, работают на изгиб в двух плоскостях (косой изгиб). Вертикальная нагрузка q от кровли может быть разложена на действующую в плоскости большей жесткости прогона qХ, и скатную составляющую qУ. Хотя при применяемых уклонах кровли скатная составляющая невелика, напряжения от нее вследствие малой жесткости прогона относительно оси у-у получаются большими. Чтобы уменьшить изгибающий момент от скатной составляющей, прогоны раскрепляют тяжами из круглой стали диаметром 18-22 мм, уменьшающими расчетный пролет прогона в плоскости ската. Тяжи ставят между всеми прогонами, за исключением конькового. В панелях у конька тяжи крепятся к стропильной ферме или к коньковому прогону вблизи опор. По коньку устанавливается прогон с увеличенной в горизонтальной плоскости жесткостью или спаренные прогоны, соединенные между собой.
В зданиях с фонарями, имеющих перепады высот по длине или ширине, расчетная снеговая нагрузка не является равномерной по ширине пролета здания и существенно увеличивается у перепадов высот (снеговые мешки), что представляет особую опасность для прогонов и учитывается коэффициентом с>1 (см. СНиП П-6-74).
Значения изгибающих моментов в плоскости меньшей жесткости прогона зависят от числа тяжей. При шаге ферм 6 м обычно ставят один тяж, при шаге 12 м и крутом скате лучше поставить два.
При постановке одного тяжа расчетный момент МУ в плоскости ската находится как опорный момент в двух пролетной неразрезной балке (в том же сечении, где МХ максимален).
Если кровельный настил крепится к прогонам жестка и образует сплошное полотнище (например, плоский стальной лист, приваренный к прогонам, стальной профилированный настил, прикрепленный к прогонам самонарезающими болтами и соединенный между собой заклепками и т. п.), то скатная составляющая будет восприниматься самим полотнищем кровли. В этом случае необходимость в тяжах отпадает и прогоны можно рассчитывать только на нагрузку qx Общая устойчивость прогонов обеспечивается элементами крепления кровельных плит или настила к прогонам и силами трения между ними. Однако, как показывают результаты обследования, при свободном опирании кровельных элементов возможна потеря устойчивости прогона.
Прогиб прогонов от нормативной нагрузки проверяют только в плоскости, нормальной к скату, он не должен превышать 1/200 пролета.
Прогоны крепят к поясам ферм с помощью коротышей из уголков, планок, гнутых элементов из листовой стали.
Решетчатые прогоны
Решетчатые прогоны могут иметь различные конструктивные решения.
Недостаток решетчатых прогонов - большое число элементов и узловых деталей и связанная с этим высокая трудоемкость изготовления. Поэтому наиболее целесообразен трех панельный прогон, принятый в качестве типового. Верхний пояс этого прогона из двух швеллеров. Элементы решетки из одиночного гнутого швеллера. Раскосы прикрепляются к верхнему поясу на дуговой или контактной сварке. Такое решение существенно упрощает изготовление и обеспечивает достаточную боковую жесткость.
Решетчатые прогоны рассчитывают как фермы с неразрезным верх" ним поясом. Верхний пояс при этом работает на сжатие с изгибом (в одной плоскости, если отсутствует скатная составляющая нагрузки, или в двух плоскостях), остальные элементы испытывают продольные усилия.
studfiles.net
Сквозные металлические прогоны
Вернуться на страницу «Металлические прогоны»
Сквозные металлические прогоны.
При достаточно больших пролетах (более 10 м) используют сквозные прогоны в виде легких ферм с сжато-изогнутым верхним поясом. Элементы таких прогонов выполняют из горячекатаных или гнутых профилей, а при небольших нагрузках из круглых или квадратных профилей.
Конструктивные решения прогонов пролетами 12 м, разработанные для различных типов профилей, показаны на рис. 1. наиболее рациональной конструкцией надо признать треугольный прогон, что имеет минимальное количество элементов. Верхний пояс таких прогонов состоит из двух швеллеров (горячекатаных или гнутых), а элементы решетки изготавливаются из одиночных швеллеров. Узловые соединения не требуют дополнительных деталей, а выполняются непосредственно сваркой элементов. Для опирания крепления прогонов к верхним поясам стропильных ферм предусмотрены опорные планки, которые закрепляют болтами к фермам.
Сквозная конструкция пролетного строения с параллельными поясами является наиболее жесткой и может быть использована одновременно и как элемент связей по покрытию. Для обеспечения минимальных затрат стали, сечения элементов берут тонкостенные из замкнутого сечения. Верхний пояс для удобного опирания и крепления ограждающих конструкций имеет верхнюю плоскую грань шириной 100 — 120 мм. Кроме того, такая ширина обеспечивает необходимую во время монтажа жесткость прогона в его плоскости. Таким образом сечение верхнего пояса имеет трапециевидную форму, высота которой меняется в зависимости от типа нагрузки. Форма и размеры нижнего пояса зависят от действующих в нем сил. Элементы решетки проектируют из трубчатого или квадратного профиля. Толщину стенок всех профилей при надежной антикоррозионной защите берут 1,5 — 4 мм.
Рис. 1. Решетчатые прогоны пролетом 12 м
При небольших усилиях в элементах сквозных прогонов их можно изготавливать с поясами из горячекатаных уголков и решеткой из круглых или квадратных профилей. Верхний пояс имеет тавровое сечение из двух уголков, а нижний пояс запроектирован из одиночного уголка, повернутого на 45 ° по отношению к вертикальной оси. Стержень решетки изгибается таким образом, чтобы в местах соединения его с поясами создавались прямолинейные участки для наложения сварных швов. Опирание на верхний пояс стропильной фермы осуществляется с помощью коротыша из равнополочных уголков.
Рис. 2. Сквозной прогон
Раскрепление верхних поясов сквозных прогонов в плоскости склона выполняется аналогично сплошным прогонам. При необходимости раскрепление нижних поясов в направлении действия скатной составляющей, предусматривается система связей, которая состоит из распорок, растяжек или раскосов. Они закрепляются в узлах верхних поясов прогонов и расстояния между ними выбираются из условия предельной гибкостью верхнего пояса в горизонтальном направлении в процессе монтажа. Растяжки по нижним поясам располагаются с учетом предельного значения гибкости в том же направлении — 400. Для геометрической неизменности в вертикальной системе в одном из шагов прогонов предполагается постановка раскосов (рис. 3, а)
Рис. 3. Варианты раскрепление решетчатых прогонов
Аналогичного эффекта можно достичь постановкой раскосов между верхними и нижними поясами смежных пролетов (рис. 4, б). И в этом случае размещение раскосов должно удовлетворять требованиям по предельным значениям гибкости поясов в горизонтальном направлении.
Сквозные прогоны могут быть использованы как связи между стропильными фермами в виде распорок (рис. 4, а) или вертикальных связей (рис. 4, б, в).
Рис. 4. Варианты включения решетчатых прогонов в пространственную работу каркаса здания: а — распорки по верхним поясам (Разрезная схема), б — раскрепление нижнего пояса ригелей (Неразрезная схема), в — опирание прогонов на фермы по неразрезной схеме
Расчет сквозных прогонов выполняется аналогично расчету ферм, причем нагрузка от кровли и снега (ветра) прикладывается к верхнего пояса как равномерно-распределенная, что вызывает местные изгибающие моменты в поясе. В виде сосредоточенных сил могут быть приложены нагрузки от технологического оборудования, ремонтников и т.д., что предусмотрено техническим заданием на проектирование.
saitinpro.ru
Конструкция производственного здания. Покрытие по прогонам. Беспрогонные покрытия. Прогоны сплошного сечения. Решетчатые прогоны
Покрытие производственного здания состоит из кровельных (ограждающих) конструкций, несущих элементов (прогонов, ферм, фонарей), на которые опирается кровля, и связей по покрытию, обеспечивающих пространственную неизменяемость, жесткость и устойчивость всего покрытия и его отдельных элементов.
В конструкциях покрытия наибольшее распространение получили два конструктивных решения: с применением продольных прогонов и без них. В первом случае по стропильным фермам укладывают с шагом 1,5 или 3 м легкие несущие элементы – прогоны, на которые опираются мелкоразмерные кровельные плиты; во втором – непосредственно на фермы кладут крупноразмерные плиты или панели, совмещающие функции прогонов и плит.
Покрытия с прогоном.
Наиболее простыми прогонами являются балки из прокатных швеллеров или двутавров (в том числе и перфорированных) при шаге строительных ферм до 6 м. Прогоны устанавливают на верхний пояс фермы в ее узлах.
Кровельные покрытия бывают теплыми (с утеплением) в отапливаемых производственных зданиях и холодными без утеплителя (для неотапливаемых зданий, а также горячих цехов, имеющих избыточные тепловыделения от технологических установок).
Для теплых кровель в качестве несущих элементов, укладываемых по прогонам применяют стальной профилированный настил из оцинкованной листовой стали. Применяются также мелкоразмерные асбоцементные, армоцементные, керамзитобетонные плиты, а также трехслойные панели, состоящие из двух металлических листов, между которыми расположен утеплитель.
Холодные кровли выполняют из волнистых алюминиевых, стальных, или асбоцементных листов.
В горячих цехах целесообразна кровля из плоских стальных листов.
Сплошные прогоны, расположенные на скате кровли, работают на изгиб в двух плоскостях.
Хотя при небольших уклонах кровли qy невелика, вследствие малой жесткости прогона относительно оси y-y напряжения от нее получаются большими. Чтобы уменьшить изгибающий момент от скатной составляющей, прогоны раскрепляют тяжами из круглой стали d=18 22мм, уменьшающими расчетный пролет прогона в плоскости ската.
Тяжи ставят между всеми прогонами, за исключением конькового. Составляющие нагрузки на прогон qy и qx в зависимости от угла наклона ската кровли
qx= qy×cos ; qy= q×sin .
Значение изгибающих моментов в плоскости меньшей жесткости прогона зависят от числа тяжей. При шаге ферм 6м ставят 1 тяж, при шаге 12 м или крутом скате ставят 2 тяжа.
Изгибающий момент в плоскости ската определяется как в неразрезной двух или трех пролетной балке.
Максимальные напряжения в прогоне от совместного действия изгиба в двух плоскостях
Прочность прогонов разрешается проверять с учетом развития пластических деформаций
Если кровельный настил крепится к прогонам жестко и образует сплошное полотнище, то скатная составляющая будет восприниматься самим полотнищем кровли. В этом случае необходимость в тяжах отпадает, и прогоны можно рассчитывать только на нагрузку qx. Общую устойчивость прогонов не проверяют. Прогиб прогонов проверяют от нормативной нагрузки только в плоскости его большей жесткости. Он не должен превышать 1/200 пролета.
При шаге ферм 12 м применение сплошных прогонов увеличивает расход стали. В этом случае применяют сквозные прогоны.
Сквозные прогоны рассчитывают как фермы с соответствующей системой решетки и неразрезным верхним поясом. Верхний пояс прогонов работает на сжатие с изгибом в одной плоскости, если нет скатной составляющей нагрузки, или в двух плоскостях. Остальные элементы испытывают продольные усилия.
megaobuchalka.ru
Расчётные схемы прогонов
Пытались вставить WORD-текст с картинками -замучились. Весь приведенный текст представляет собой "картинку", уж извиняйте. Приведенные ссылки соответственно не работают. Ссылка на ошибки в сортаментаз - http://forum.dwg.ru/showthread.php?t=21725&highlight;= Ссылка на неразрезные схемы при применении прогонов из ЛСТК - http://forum.dwg.ru/showthread.php?t=26144&highlight;=
dwg.ru
9. Сопряжение фермы с колонной. Расчет и конструирование решетчатого прогона.
Конструкция опорных узлов ферм зависит от способа сопряжения фермы с колонной. Сопряжение фермы с колонной может быть шарнирным и жестким. При шарнирном сопряжении наиболее простым является узел опирания фермы на колонну сверху с использованием дополнительной стойки (надколонника). Верхний пояс фермы прикрепляют к фасонкенадколонника (стойки) конструктивно, на болтах грубой или нормальной прочности. Для того чтобы верхний узел фермы не мог воспринимать усилия от опорного момента и обеспечивал шарнирность сопряжения, отверстия в верхних узлах фермы и надколонника делают на 5-6мм больше диаметра болта.
Существует опирание стропильных ферм сбоку колонны на опорный столик. Такое решение обеспечивает надежную работу, просто в изготовлении и удобно при монтаже. Оно позволяет осуществлять как шарнирное, так и жесткое соединение фермы с колонной. Вертикальная реакция А передается с опорного фланца фермы через строганные поверхности на опорный столик, из листа. В узле крепления верхнего пояса сила Н отрывает фланец от колонны и вызывает его изгиб. Если фланец сделать тонким, а расстояние между болтами принять достаточно большим b=160200 мм, то он будет настолько гибким, что не сможет воспринять силу Н. Сопряжение фермы с колонной в этом случае можно считать шарнирным. Если же толщину фланца принять t=1620 мм, а расстояние между болтами b назначить по возможности минимальным, то в этом случае сопряжение фермы с колонной можно считать жестким. Если верхний узел фермы с колонной соединяется на сварке, то сопряжение фермы с колонной считается также жестким. Жесткое крепление фермы с колонной разгружает пояса, но дополнительно нагружает решетку.
Прогоны воспринимают нагрузку от кровли и передают ее на стропильные конструкции. Прогоны бывают сплошного сечения и решетчатые. Сплошные прогоны тяжелее решетчатых, но значительно проще в изготовлении и монтаже. Решетчатые прогоны могут иметь различные конструктивные решения (рис. 13.10, а—в). Недостаток решетчатых прогонов — большое число элементов и узловых деталей и связанная с этим высокая трудоемкость изготовления. Поэтому наиболее целесообразен трехпанельный прогон, принятый в качестве типового. Верхний пояс этого прогона из двух швеллеров. Элементы решетки из одиночного гнутого швеллера. Раскосы прикрепляются к верхнему поясу на дуговой или контактной сварке Такое решение существенно упрощает изготовление и обеспечивает достаточную боковую жесткость. Решетчатые прогоны рассчитывают как фермы с неразрезным верхним поясом. Верхний пояс при этом работает на сжатие с изгибом остальные элементы испытывают продольные усилия. . Порядок расчета –определяют нагрузки на ферму, - вычисляют узловые нагрузки, -определяют расчетные усилия в стержнях, - подбирают сечения, -рассчитывают соединения стержней, узлы и детали.
10. Крановые рельсы и их крепление к подкрановым балкам. Крановые упоры.
Для мостовых кранов применяются специальные крановые рельсы. Для кранов общего назначения кН разрешается применять железнодорожные рельсы. Иногда в качестве кранового рельса применяется квадратная сталь. Конструктивное решение крепления рельсов к подкрановым балкам зависит от типа рельсов. Крепление должно обеспечивать рихтовку рельса в пределах 20-30мм поскольку в процессе эксплуатации происходит смещение рельса. Приваривать рельс к поясу подкрановой балки не рекомендуется.
Крановые упоры.В торцах здания на подкрановых балках устанавливают упоры, которые ограничивают рабочую зону крана.
Энергия удара движущегося крана настолько велика, что запроектировать упор, ударившись о который, кран бы остановился и упор остался неповрежденным, очень трудно. Поэтому устанавливают концевые выключатели и систему автоблокировки, обеспечивающие отключение и торможение крана у торцов здания. Упор рассчитывают как консоль на условную силу удара.
studfiles.net
Стальные решетчатые бесфасоночные прогоны для покрытий производственных зданий из пятигранных и квадратных труб Текст научной статьи по специальности «Строительство. Архитектура»
Строительные конструкции
УДК 624.014 (075.8)
СТАЛЬНЫЕ РЕШЕТЧАТЫЕ БЕСФАСОНОЧНЫЕ ПРОГОНЫ ДЛЯ ПОКРЫТИЙ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ЗДАНИЙ ИЗ ПЯТИГРАННЫХ И КВАДРАТНЫХ ТРУБ
А.Ф. Кузнецов, В.А. Кузнецов
STEEL BAR JOIST FOR THE COVERING OF INDUSTRIAL BUILDINGS WITH FIVE-CANTED AND SQUARE TUBING
A.F. Kuznetsov, V.A. Kuznetsov
Вместо известных решетчатых прогонов из швеллеров по типовой серии ЦНИИПСК, интенсивно коррозируемых в средне (до 0,1 мм/год) и сильно (более
0,1 мм/год) коррозионных средах разработана серия для тех же нагрузок: прогон из пятигранных и квадратных труб для эксплуатации в средне- и сильноагрессивных средах.
Ключевые слова: стальной решетчатый прогон, квадратные трубы на ребро, коррозионная стойкость, вместо швеллеров.
A set of five-canted and square tubes used in medium and highly corrosive environment is developed to replace familiar bar joists made of channel beams of a standard set of the Central Research and Design Institute of Construction Metal Structures, which are intensively corrosive in medium (up to 0.1 mm per year) and highly corrosive environments (more than 0.1 mm per year).
Keywords: steel bar joist, square-edged tubes, corrosion resistance, instead of channel beams.
В промышленном строительстве при шаге стропильных ферм 12 м прогоны сплошного сечения не экономичны из-за большого расхода стали. За полувековой период были разработаны разнообразные конструкции. Учитывая погонную нагрузку на верхний пояс, были предложены варианты с тремя, четырьмя, шестью и восемью панелями верхнего пояса.
Из перечисленных наиболее технологичным является трехпанельный из-за наименьшего количества стержней и узловых соединений. ЦНИИпроект-сталькоснтрукция им. Мельникова (ЦНИИПСК) разработал типовую серию решетчатых прогонов в стадии КМ для разных погонных нагрузок [1, 2]. Эти прогоны к настоящему времени имеют наибольшее применение. Их схема показана на рис. 1.
Вместе с тем, не требуется особых доказательств, что прогоны из швеллеров из-за полной открытости поверхности стержней эффективны при эксплуатации в неагрессивной коррозийной среде.
В условиях эксплуатации в средней (до
0,1 мм/год) и высокой (более 0,1 мм/год) коррозии целесообразно применять решетчатые прогоны из квадратных труб на ребро, когда грани труб размещаются под углом 45° к плоскости прогона.
Рис. 1. Схема типового решетчатого прогона ЦНИИПСК из швеллеров
Геометрическая схема, схемы по определению осевых сил и изгибающих моментов в стержнях показаны на рис. 2. Особенности определения усилий в элементах решетчатого прогона состоят в том, что стержневая система - это ферма, верхний пояс которой воспринимает распределенную нагрузку. Поэтому их рассчитывают как статически неопределяемую комбинированную систему с жестким неразрезным верхним поясом. Верхний пояс работает на сжатие с поперечным изгибом, остальные стержни воспринимают только осевые силы, как в обычной ферме [1].
В соответствии со схемами рис. 2 выполнен статический расчет для шести вариантов погонной расчетной нагрузки, принятой для типовой серии [2].
Строительные конструкции
По усилиям, полученным при статическом расчете, в соответствии с нормами [7] были подобраны сечения стержней прогонов из труб (сталь С 245) с расчетным сопротивлением Яу = 24 кН/см2 и
тС = 0,95 . Разработаны чертежи КМ.
По аналогии с [2] была принята единая геометрическая схема, показанная на рис. 2, а. Единая схема выражена единой геометрией пересечения осей поясов и раскосов. Панели верхнего и нижнего поясов имеют длину 3840 мм. Опорные части верхнего пояса для возможности опирания прогона на ферму приняты по 240 мм. Расстояние между осями поясов равно 1500 мм, как это принято в типовой серии [2]. В запас прочности размеры панелей в расчете на рис. 2, б, в приняты равными 4000 мм.
Такая геометрическая схема при всех размерах сечений труб обеспечивает исключение осевых эксцентриситетов в пересечении осей, поясов и раскосов, единый острый угол примыкания раскосов к поясам, равный 40°, зазор между раскоса-
ми в узлах на уровне внутренних кромок поясов не менее 20 мм.
Сечения стержней, принятые в результате подбора сечений и составления чертежей КМ для прогонов из труб, и масса прогонов приведены в таблице.
При конструировании прогонов из квадратных труб на ребро верхний пояс должен быть из пятигранной трубы по следующим причинам:
- верхняя грань трубы должна быть плоской, шириной не менее 100 мм для опирания плит;
- две нижние грани должны иметь угол 45° по отношению к плоскости прогона для присоединения раскосов из квадратных труб на ребро;
- сечение пояса должно быть развито в плоскости прогона для восприятия осевых сил и изгибающих моментов.
Пятигранные трубы могут быть гнутыми по типу трубы с трапециевидным сечением [5] или составленными, сваренными из швеллеров и равнополочных уголков, стандарт которых разработан в Томском государственном архитектурно-строи-
а)
б)
4000
4000
Р1 N2 |Рг 2І Ыз 5 > Р2 7 \ Рі
N4/ — 5Г1 1500
Ри 3 Ые 4 6 Рк
в)
Рис. 2. Схема решетчатого прогона из пятигранной и квадратных труб: а - геометрическая схема; б - расчетная схема для определения осевых сил; в - расчетная схема для определения моментов
Сечения стержней прогонов из труб
Элементы Сечение Допускаемая расчетная нагрузка, кН/м
3,2 7,9 11,1 16,5 18,2 31,6
Пояс верхний Швеллер* 10 12 14 18 18 22
Уголок 70x8 90x6 100x6,5 125x8 125x8 160x10
Пояс нижний Гнутые трубы 63x4 63x4 70x4 80x4 80x4 100x4
Раскосы сжатые 50x4 50x4 63x4 70x4 70x4 90x5
Раскосы растянутые 40x4 40x4 50x4 63x4 63x4 70x4
Масса прогона, кг 335 354 423 562 562 783
Профили прокатные, составляющие пятигранную трубу.
*
тельном университете [4]. Здесь рассмотрена возможность проектировать прогоны из труб с верхними поясами из составных труб, так как для них имеется стандарт [4]. Все другие стержни запроектированы из гнутосварных труб, изготавливаемых по ГОСТ 12336-66.
Основные узлы прогонов по чертежам КМ в общем виде для всех вариантов нагрузок изображены на рис. 3.
Рис. 2, а, таблица и рис. 3 являются основой разработки чертежей КМ для прогонов с расчетными нагрузками не более 31,6 кН/м. Длины косых резов у раскосов вычисляются по формулам, приведенным в [3].
Для разработки чертежей КМД решетчатых конструкций из труб на ребро общепринятый метод, когда на одном листе изображены все детали конструкции, их истинные размеры, местоположение, присоединение сварными швами, здесь применить нельзя. Причиной этому является то, что на чертеже КМ прогонов из труб на ребро (см. рис. 3) на плоскости прогона видны только проекции 2-х граней труб раскосов, и их косых резов, а следовательно, и сварных швов. Истинные размеры деталей на чертеже показать нельзя. Здесь целесообразно использовать единую систему конструкторской документации (ЕСКД), при которой состав-
ляется сборочный чертеж изделия из элементов. Для изготовления каждого элемента составляется деталировочный чертеж. В нашем случае для выполнения деталировочного чертежа раскосов придется изображать развертки всех граней трубы, где возможно показать все истинные размеры, в том числе и косых резов.
На основе разработанных чертежей КМ прогонов были изучены их технические характеристики, включая массу (кг), размеры открытых поверхностей стержней (м2), осредненную толщину стенок профилей в мм, вычислены коэффициенты слитности, комплексно характеризующие коррозийную стойкость. Для сопоставления были определены перечисленные характеристики и для серийных прогонов [2], и по рис. 4 можно судить, что массы сопоставляемых прогонов при одних и тех же нагрузках практически одинаковы.
Графики зависимости площадей открытых поверхностей от нагрузок приведены на рис. 5. Указанные площади для прогонов из труб в два раза меньше, что говорит об их более высокой коррозионной стойкости.
В теории оценки коррозионной стойкости конструкций разработан критерий, учитывающий параметры и площади сечений профилей. При этом введено понятие коэффициента слитности
15
1 -1
N /
200 200 1
500
65 Отв.Ф 23 /
2 - 2
о о сч
о о сч <
ч 512
Рис. 3. Основные узлы решетчатых прогонов из пятигранной и квадратных труб рабочих чертежей КМ при разных нагрузках по номерам, обозначенным на рис 2, а
Строительные конструкции
в, кг 800 700 600 500 400 300
о
V* 2
а:
1 1
СМ со' -и Ю 1сЧ со'|со со со
12
1?
24
30
кН
м
Рис. 4. Масса решетчатых прогонов в зависимости Рис. 5. Площади открытых поверхностей решетчатых от расчетной нагрузки: 1 - прогоны ЦНИИПСК; 2 - про- прогонов в зависимости от расчетной нагрузки: гоны из труб 1 - прогоны ЦНИИПСК; 2 - прогоны из труб
Рис. 6. Зависимость коэффициента слитности Кс стержней решетчатых прогонов от расчетной нагрузки: 1 - прогоны ЦНИИПСК; 2 - прогоны из труб
Кс с размерностью мм-1. Приближенно для замкнутых профилей коэффициент Кс равен 1/1, для уголков - 2/1, для швеллеров и двутавров -41(1. + ё). Здесь / и ё - соответственно толщина полок и стенки, мм. Чем меньше коэффициент Кс,
тем больше слитность сечения, обладающего повышенной коррозионной стойкостью. Для вычисления коэффициентов слитности всех вариантов прогонов целесообразно использовать массу (см. таблицу), площади открытых поверхностей, подвергаемых коррозии (см. рис. 5).
Определенные коэффициенты слитности вычислены по формулам:
V=—=-85-, (1)
у -85-
где V - объем стали, м3; О - масса прогона, кг; у - плотность стали, кг/м3;
Ак _ 1 V 1 ’
где Ак - площадь открытой поверхности, м2; Кс -коэффициент слитностного сечения, мм-1.
Приведя размерности для объема V в мм3, площади Ак в мм2, по формуле (2) вычислены значения Кс . Зависимость обобщенного коэффициента слитности Кс от нагрузки показана на рис. 6. Увеличение толщины элементов сечений при уве-
Кс=
(2)
личении нагрузки для вариантов прогонов уменьшает величину Кс .
Но основной вывод по графикам рис. 6 состоит в том, что и по величине коэффициентов Кс прогоны из труб имеют в два раза большую коррозионную стойкость по сравнению с прогонами из швеллеров.
Выводы
1. Решетчатые прогоны из квадратных труб на ребро имеют такую же массу при всех нагрузках, как и прогоны из швеллеров.
2. Площадь открытых поверхностей стержней прогонов, величина осредненного коэффициента Кс , удобство очистки и окраски прогонов из труб, расположенных гранями под углом 45° по отношению к плоскости прогона, обеспечивают повышение коррозионной стойкости в два раза, существенно уменьшая трудоемкость и материалоемкость текущих и капитальных ремонтов при эксплуатации по сравнению с прогонами из швеллеров.
3. Разработаны основы выполнения чертежей КМ решетчатых прогонов из квадратных труб на ребро. Составление деталировочных чертежей для изготовления прогонов на стадии КМД возможно по системе ЕСКД.
4. Для уменьшения сварочных работ целесообразно для верхних поясов применять пятигранные трубы гнутосварными, разработав для них
сортамент по аналогии с составными из прокатных швеллеров и уголков.
Литература
1. Металлические конструкции: справочник проектировщика / под ред. Н.П. Мельникова. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Стройиздат, 1980. -776 с.
2. Стальные решетчатые прогоны производственных зданий пролетом 12 м с применением профилей по сокращенному сортаменту металлопроката. Чертежи КМ. Серия 1. 462. 3-17/85. -М.: ЦНИИПСК, 1987. - 16 с.
3. Кузнецов, А. Ф. Фермы из квадратных труб на ребро без фасонок, устойчивые против коррозии / А.Ф. Кузнецов, В.А. Кузнецов // Вестник ЮУрГУ. Серия «Строительство и архитектура». -2011. - Вып. 12. - № 16 (233). - С. 7-10.
4. Копытов, М.М. Легкие металлоконструк-
ции из пятигранных труб /М.М. Копытов, А.В. Матвеев. - Томск: 8ТТ, 2007. - 144 с.
5. Тришевский, И.С. Металлические облегченные конструкции: справ. пособие / И.С. Тришевский, В.В. Клепанда. - Киев: Будивельник, 1978. -112 с.
6. Металлические конструкции: учеб. для строит. вузов. В 3 т. Т. 2: Конструкции зданий / под ред. В.В. Горева. - М.: Высш. шк., 1999. - 528 с.
7. СНиП 11-23-81 *. Стальные конструкции / Госстрой СССР. - М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1991. - 96 с.
8. Пособие по контролю состояния строительных металлических конструкций зданий и сооружений в агрессивных средах, проведению обследований и проектирование восстановления защиты конструкций от коррозии (к СНиП 2.03.11-85) / ЦНИИпроектстальконструкции им. Мельникова. - М.: Стройиздат, 1989. - 51 с.
Поступила в редакцию 6 июня 2012 г.
cyberleninka.ru
