2. Безраспорные плоскостные несущие конструкции покрытий. Балки и фермы. Виды, классификация по материалам и пролетам. Обеспечение пространственной жесткости стальных ферм. Виды балок и ферм

2. Безраспорные плоскостные несущие конструкции покрытий. Балки и фермы. Виды, классификация по материалам и пролетам. Обеспечение пространственной жесткости стальных ферм.

Ж/б балки – пролеты до 24 м.

Преимущества ж/б балок:

экономичный расход металла
простота монтажа
соответствие противопожарным требованиям

Высота балки порядка 0,1 величины пролета.

Балки металлические применяются по технологическим требованиям или при повышенной динамической нагрузке.

- сварные

- клепаные

Деревянные балки. Прогоны соединяются на расстоянии 1 м.

Фермы – сквозные стержневые конструкции, состоящие из верхнего и нижнего пояса и решетки, вертикальных стоек и наклонных раскосов.

У фермы в отличие от балки постоянное сечение, изменяется только высота фермы в зависимости от пролета.

Стальные фермы – для пролетов 18, 24, 30, 36 м и шагов 6 и 12 м.

Полигонные и с параллельными поясами при рулонных кровлях, треугольные при кровлях из стальных или асбестоцементных листов.

Для большепролетных зданий (60 – 100 м) фермы типа:

Конструкции ферм – сварные из стержней открытого или закрытого трубчатого профиля.

Стержни открытого профиля соединяют в узлах ферм приваркой к плоским стальным листам – фасонкам. В фермах из труб – бесфасоночное соединение стержней.

3. Распорные плоскостные конструкции.

Цилиндрические своды, опертые на фундамент по всей длине можно рассматривать как разновидность арки со значительно увеличенной шириной.

Рамы – упругая распорная конструкция, составленная из прямоугольных или криволинейных элементов, жестко соединенных между собой в узлах их пересечения.

Рамы применяются для уменьшения высоты ригеля.

Затяжка – стягивает стойки.

Способы конструктивного решения рам:

Жесткое крепление
С двумя шарнирами
С тремя шарнирами (сечение ригеля уменьшается)

Способы разгрузки ригеля рамы:

Арки – плоский изогнутый стержень с неподвижными опорами по концам.

Очертания арок:

Круговое
Эллиптическое
Стрельчатое
Зубчатое
Подковообразное
Трехлопастное

4. Безраспорные пространственные конструкции покрытий.

Перекрестные системы – системы балок или ферм с параллельными поясами, перекрещивающихся в двух, иногда в трех направлениях. (ортогональные, неортогональные, треугольные)

Наличие пересекающихся элементов позволяет передать нагрузки от опоры не в одной вертикальной плоскости, а сразу в двух или трех вертикальных плоскостях.

Системы бывают по конструктивным особенностям:

- перекрестно-ребристые. Покрытие из сборных коробчатых и плоских элементов.

- перекрестно-стержневые

Плюсы перекрестных систем:

Перекрывают большие пролеты без промежуточных опор
Снижение строительной высоты покрытия
Унификация узлов и стержневых элементов
Сокращение затрат на транспорт
Возможность сбора на земле и подъема крупными блоками
Сборность-разборность ( при необходимости)
Универсальность применения
Возможность образовывать сложные пространственные формы покрытий, не только плоские
Возможность опирания в любых точках пересечения ребер
Быстрота сборки малым количеством рабочей силы

studfiles.net

Действительные ответы к экзамену по архитектуре

Билет №14.

Вопрос № 2: Конструкции большепролётных покрытий. Классификация. ТЭП.

Конструктивные системы покрытия рассматриваются с двух позиций:во-первых, с позиции работы конструкции в одном, двух или нескольких направлениях одновременно- деление на плоскостные и пространственные, во-вторых, с позиции отсутствия или наличия распора в конструкции –деление на безраспорные и распорные.

Плоскостные -конструкции, работающие только в одной вер-тикальной плоскости, проходящей через опоры: балки,фермы, рамы, арки и те конструкции, которые можно разрезать вертикальными плоскостями вдоль пролета на отдельные элементы, причем каждый элемент независимо от другого будет тоже работать, как плоскостной.

Пространственные покрытия работают одновременно в двух или нескольких направлениях: перекрестные системы, оболочки, склад- ки, висячие покрытия, пневматические конструкции и др.

Распорные конструкции-конструкции под влиянием собственной массы и внешних вертикальных нагрузок возникающих на опорах помимо вертикальных еще и горизонтальные составляющие реакций именуемые распором: своды ,арки, рамы, оболочки, складки, висячие покрытия и т.д. Безраспорные конструкции-конструкции у которых горизонтальные составляющие опорных реакций отсутствуют: плиты , балки, фермы и тд.

В конструкции большепролётных покрытий основной нагрузкой является собственный вес, поэтому следует стремиться к его уменьшению. Материалы, из которых изготовляют современные конструкции покрытия: бетон, сталь, дерево — для небольших сравнительно пролетов ;алюминиевые сплавы — для конструкций специального назначения.

Складчатые покрытия — это пространственные покрытия, образованные плоскими взаимно пересекающимися элементами. Они состоят из ряда повторяющихся в определенном порядке элементов и опираются по краям и в пролете на диафрагмы жесткости (вертикальные элементы). Складки бывают пилообразные, трапециидальные, треугольные.

Оболочки - представляют собой изогнутую поверхность, которая при минимальной толщине и массе обладает большой несущей способностью, благодаря криволинейной форме действует как пространственно - несущая конструкция. Сочетают в себе и несущую конструкцию и кровлю. Бывают ординарные или двоякойкривизны. (Первый железобетонный купол диаметром 40 м. был построен в 1927 году в городе Йен).

Перекрестно — ребристые и перекрестно стержневые покрытия — взаимное пересечение ребер или стержней. Представляет систему балок или ферм с параллельными поясами перекрещивающимися в двух или трех направлениях. По своей работе приближены к работе сплошной плиты.

Складки

1 – колонны; 2 – складки; 3 – тип профиля; L – длина складки; b – шаг (пролет) складки.

Ребристо-кольцевой купол

1 – опорное кольцо; 2 – верхнее опорное кольцо;

3 – ребра жесткости; 4 – Кольцевые ребра жесткости;

B – пролет купола; H – высота купола.

Пневматические конструкции: L – длина оболочки; B – пролет оболочки.

Тентовые покрытия

1 – мачта, поддерживающая оболочку; 2 – оттяжки мачты; 3 – анкеры оттяжек мачты; 4 – оттяжки тентовой оболочки; 5 – тентовая оболочка; 6 – анкер натяжения тентовой оболочки.

Перекрестно — ребристые и перекрестно стержневые покрытия

Билет № 15.

Вопрос № 1.Перекрытия: классификация, воздействия, требования.

Перекрытия - внутренние горизонтальные ограждающие конструкции здания ,разбивающие его по высоте на этажи. Перекрытия состоят из несущей части (передаёт нагрузку на стены или отдельные опоры), ограждающей части ( полы и потолки), изоляционной части.

По материалу несущей части делятся на: 1)ж/б по деревянным( основной тип для малоэтажных зданий) и стальным балкам,2)армосиликатные 3)керамические. Перекрытия в зависимости от назначения делятся на : 1)подвальные(полуподвальные) - располагаются над подвалом (полуподвалом) 2) Цокольные 3)Перекрытия над техническим подпольем. 4)Междуэтажные перекрытия 5)Чердачные перекрытия.

По спомобу производства работ:перекрытия бывают:1)Монолитные.Монолитно-ж/б делятся на ребристые кессонированные, безбалочные(плитные).

2)Сборно-монолитные.3) Сборные( основный вид перекрытий,материал- ж/б). Делятся на две основные системы: плитная и балочная. Так же делятся на перекрытия с гладким потолком и ребристые

Перекрытия в форме плит состоят из несущей ж/б части, звуко и термоизоляционного слоя и конструкции пола. Перекрытия балочного типа состоят из балок таврового профиля и заполнения между ними( накат из гипсобетонных или легкобетонных плит , армированных деревянными реечными или брусковыми каркасами). Воздействия. 1)Силовые воздействия: вес перегородок и отдельных установок, систем инженерного оборудования зданий, а также нагрузок от людей и мебели.

Не силовые воздействия: 1)ударные(от хождения людей по полу, падения твердых предметов, передвижения мебели) и 2)воздушные(от громкого разговора, игры на музыкальных инструментах, плача детей, громких радио- и телепередач) шумы, возникающие в помещениях.3)Температурно-влажностные воздействия оказываются на узлы опирания перекрытий на наружные стены.4)специфические воздействия, возникающие в результате систематического увлажнения пола (например, в санитарных узлах), размещения предметов, обладающих повышенной пожарной опасностью или имеющих неприятные запахи (например, перекрытия над магазинами). На перекрытиях также могут быть размещены машины и механизмы, вызывающие вибрацию.

Перекрытия должны удовлетворять следующим основным требованиям: 1) прочность-способность выдерживать действующие на них постоянные и временные нагрузки . 2) жесткость - под действием нагрузок не давать прогибов, превышающих нормативные ;3) долговечность,4) звукоизоляционность,. 5)Теплоизоляционность(если перекрытия отделяют отапливаемые помещения от неотапливаемых или от наружной среды) 6)Водонепроницаемость ( в помещениях с мокрыми процессами) 7)газонепроницаемость( в помещениях с с выделением газов).8)Стремление к укрупнению элементов ( для ж/б плит).

Вопрос №2.Плоскостные большепролётные конструкции покрытий : балки, фермы.

Балки и фермы -основные виды безраспорных плоскостных конструкций.Балки являются наиболее простыми несущими конструкциями и эффективно используются до достижения перекрываемого ими пролета определенной величины. Если пролет превышает указанные величины, целесообразно перейти на использование ферм. Фермы сложнее в изготовлении ,но они обладают меньшей массой, что понижает расход материалов как для ферм, так и для опор и фундаментов на которые они опираются. У балок материал распределен по всему их сечению, у ферм он сосредоточен только в верхнем и нижнем поясах, в стойках и раскосах, которые эти пояса соединяют. Поэтому в отличие от балок, работающих на изгиб целым своим сечением, все элементы решетки фермы работают только на сжатие и растяжение, т. е. материал используется полнее, чем у балки.

Ж/б балки заводского изготовления для пролетов 12, 15, 18 м получили наибольшее распространение благодаря экономному расходу металла, простоте монтажа и соответствия таких балок противопожарным нормам. Обычно сечение таких балок имеет форму прямоугольника, тавра ,двутавра.

Ж/б фермы изготовляют обычно сегментной прямоугольной или трапециевидной двускатной формы.Узлы верхнего пояса, на которые опираются ребра плит перекрытия, размещаются вдоль фермы, как правило с шагом 3 м. Ширина сечения всех частей каждой из ферм принимается одинаковой; варьируется лишь высота сечений отдельных элементов (определяется расчетом). Если длина фермы превышает 24 м, ее обычно проектируют из двух одинаковых частей, которые на строительстве соединяются воедино.В последнее время чаще применяют типовые сегментные безраскосые фермы.

Стальные балки имеют обычно двутавровое сечение из прокатных профилей , для пролетов выше 12 м являются сварными из листа. В балках длиной более 6 м устраивают ребра жесткости через каждые 1,5... 2 высоты балки, располагая их под ребрами настила, укладываемого на балку.

Стальные фермы обычно применяют при пролетах 12... 18 м и выше.

Чаше всего применяются фермы трапециевидные двускатные, с параллельными поясами и др.Обладая большой жесткостью в своей плоскости, металлические фермы имеют совершенно недостаточную жесткость из этой плоскости; поэтому установленные с определенным шагом фермы должны быть надежно раскреплены в направлениях, нормальных к их плоскостям.

Фермы могут быть также выполнены и из алюминиевых сплавов. Преимущества: сравнительно небольшой вес, коррозиеетойкость и не становятся хрупкими при температурах ниже —50 °С (недостаток стальных конструкций при их применении на Севере).Минусы: прочность в 2..3 рази ниже , чем у стальных, а их цена выше. Применение конструкций из алюминиевых сплавов в обычных условиях целесообразно только при больших пролетах или в северных районах с низкими температурами.

Конструируются металлические фермы с применением прокатных уголковых и швеллерных профилей. При пролетах более 40... 50 м и при больших нагрузках эти профили рационально заменить трубчатыми или коробчатыми сечениями.

Подстропильные фермы из металла проектируются по тому же принципу, что и несущие фермы, с той только разницей, что нижний пояс их должен быть достаточно широк, или иметь уширения в местах опирания несущих ферм.

Деревянные балки в покрытиях одноэтажных зданий с пролетами в 12 м и более выполняются гвоздевыми, составленными из брусков и досок, и клееными—-из досок, уложенных плашмя и прочно соединенных между собой синтетическим клеем. Клеёные допускается применять в зданиях гражданского назначения II класса по капитальности :спортивные залы, общественные центры.Защита от гниения и возгорания: пропитка древесины антипиренами или покрытие всех видимых поверхностей специальной штукатуркой или устройством подвесных потолков из несгораемых материалов.Деревянные клееные конструкции допускается применять в зданиях гражданского назначения II класса по капитальности( спортивные залы, общественные центры и т. п.)

Рисунки смотри в Казбек-Казиеве стр.128-132.Всего не уместишь.

Билет № 16.

Вопрос № 1.перекрытия по деревянным, стальным, ж/б балкам.

Перекрытия по деревянным балкам- основной тип балочных перекрытий малоэтажных зданий. Устраивается пол из досок, которые укладывают по лагам, по дощатому настилу или непосредственно — по балкам. Для обеспечения хорошей звуко- или теплоизоляции применяют засыпку или плитные материалы, которые укладывают на накат, располагаемый между балками и опираемый на черепные бруски, прибиваемые к балкам. Деревянные балки изготовляют из хвойных пород (сосна, ель, лиственница). Длина деревянных балок не превышает 6 м. При изготовлении наката обычно используют отходы древесины(горбыли, обрезки досок). Простейшая конструкция междуэтажного перекрытия состоит из деревянных стандартных брусковых балок прямоугольного сечения, черепных брусков квадратного сечения, стандартного щитового наката, слоев толя и звукоизоляции, а также дощатого пола, укладываемого по лагам.

1 — монолитный железобетон; 2 — упругая прокладка; 3 — дощатый пол по лагам; 4 — песок не менее 20 мм; 5 — условно показано сборное перекрытие; 6 — толь;

Для предохранения деревянных балок и лаг от загнивания и для просыхания звуко- и теплоизоляционного слоя необходимо предусматривать вентиляцию перекрытий, низкого подполья при полах на лагах и высокого подполья, перекрытие над которым выполнено по балкам. Вентиляция междуэтажных перекрытий и низкого подполья при полах на лагах выполняется через решетки, устанавливаемые в углах комнат или через щелевые плинтусы.С той же целью все деревянные части перекрытия (за исключением балок)не доходят до стен (лаги, щитовой накат, доски пола, паркет), оставляя зазор 5... 10 мм. Для вентиляции подполья в стенах цоколя устраивают продухи размером не менее 250X250 мм.Эти продухи на лето открывают для просушки подполья, а на зиму закрывают утепленными деревянными заглушками.

Прекрытия по ж/б балкам имеют конструкция аналогичную конструкции прекрытий по деревянным балкам. Балки имеют тавровое сечение. По железобетонным балкам укладывают гипсовые или легкобетонные накаты из плит.

2-упругая прокладка.3 — дощатый пол по лагам;4 — песок не менее 20 мм; 6 — толь; 7 — железобетонная тавровая балка; 8 — плита гипсовая нлн легкобетонная; 9 — утеплитель (минеральная вата и др.),10 — пароизоляция; II — деревянный каркас.

Применение таких накатов экономит лесоматериалы, снижает стоимость перекрытия и уменьшает трудовые затраты; недостатки таких накатов-большой вес по сравнению с деревянными накатами. Разновидностями накатов по железобетонным балкам являются легкобетонные или гипсобетонные пустотелые вкладыши высотой, одинаковой с высотой балки. Применение данных вкладышей в конструкции перекрытия позволяет располагать непосредственно на них пол из рулонных материалов, например из линолеума, предварительно устроив под- готовку основания под такой пол.

4 — песок не менее 20 ;10 — пароизоляция: 12 —двухпустотный легкобетоиный вкладыш; 13 — линолеум по прослойке из холодной мастики на подостойких вяжущих; 14 —стяжка из легкого бетона 20 мм

При конструировании чердачных перекрытий по железобетонным балкам необходимо заботиться о том, чтобы не создавались мостики холода, вызывающие отсыревание внутренних поверхностей потолка. Железобетонные балки, выступающие в зону чердака, необходимо утеплять минераловатным войлоком или обсыпкой из материала, примененного в качестве утеплителя чердака .

Несущими элементами перекрытий по стальным балкам служат двутавры. В этом случае пространство заполняют несгораемыми материалами ( чаще всего ж/б плиты сборные или монолитные).В чердачных перекрытиях помимо утепления наката открытые части стальных балок , выходящие на чердак , утепляют термоизоляционными материалами. Перекрытия на стальных балках не экономичны с точки зрения расхода металла. С этими конструкциями имеют дело при эксплуатации и реконструкции ранее выстроенных зданий.

См.Казбек-казиев стр.89-90

Билет № 16.

Вопрос № 2.Плоскостные большепролётные конструкции: арки, рамы. Особенности их работы, конструктивные решения.

Арки и рамы - основные распорные конструкции.Рамы могут быть разнообразного очертания как с одним пролетом, так и со многими. Чем сложнее рама ,тем большему числу ограничительных условий она подвержена. Чаще всего применяют однопролетные рамы П-образного очертания.Из однопролетных рам, комбинируя их с балками, можно получить конструкции разнообразных очертаний с разным числом пролетов. Арки чаще всего проектируются кругового очертания, выполняются как в монолитном, так и в сборном варианте.

Рамы и арки могут быть бесшарнирными с жесткой заделкой опор, двухшарнирными (с шарнирным опиранием на фундамент) и трехшарнирными ( третий шарнир посередине пролёта).

Бесшарнирные рамы и арки чувствительны к неравномерным осадкам опор, поэтому их проектируют только на надежных основаниях, не допускающих таких осадков. Среди распорных конструкций бесшарнирные рамы и арки наиболее экономичны по расходу материала; величина распора, наименьшая по сравнению с другими.

Двухшарнирные рамы и арки менее чувствительны к осадкам опор, трёхшарнирные ещё менее чувствительны. Распор наибольший у трёхшарнирных рам и арок , меньше у двухшарнирных , ещё меньше у безшарнирных.Преимущество трехшарнирных арок и рам-их можно заранее изготавливать из двух одинаковых частей и монтировать простым соединением в шарнирах.Ширина сечений у железобетонных рам и арок принимается обычно в пределах 1/2 …1/4 высоты пролёта.Распорные конструкции требуют выполнения особого вида фундаментов, тем больше развитого во внешнюю сторону от пролета, чем больше распор.

Все плоскостные распорные конструкции обладают достаточной жесткостью в своей плоскости. Но в другом направлении — из плоскости —такой жесткостью они не обладают. В этом направлении пространственная жесткость системы обеспечивается включением связей или стенок жесткости в каждом продольном ряду вертикальных опор. В арочном покрытии этого же результата можно достигнуть замоноличиванием плит покрытия криволинейного очертания.Для уменьшения изгибающих моментов в рамах, а тем самым уменьшения высоты их сечения, применяют консольные выносы, расположенные в продолжении ригелей и загруженные соответствующим образом( почти полное избавление от распора).Безраспорности арки можно полностью достигнуть, соединив ее опоры металлической затяжкой, расположенной под уровнем пола. Безраспорные арки с затяжками можно устанавливать на колонны и стены подобно балкам или фермам. При проектировании многопролетных рам их удобно комбинировать с балочными вставками, опертыми на консольные выносы П-образных рам.

Билет № 17.

Вопрос № 1.Плитные перекрытия.

Перекрытия- горизонтальные конструкции , разделяющие здание на этажи; одновременно выполняют несущие и огорождающие функции. Различают перекрытия: междуэтажные, чердачные, надподвальные и т.д.

Сборные ж/б перекрытия ( основный тип) подразделяют на три основных группы: в виде настилов( плит),крупнопанельные, балочные.

Перекрытия в форме настилов состоят из плоских или ребристых однотипных элементов, укладываемых вплотную; соединяют их путём заполнения промежутков цементным раствором. Такие перекрытия состоят из несущей ж/б части ( обычно офактуренной снизу),звуко- или термоизоляционного слоя и конструкции пола. Опорами для настилов служат стены и прогоны. Наиболее распространены пустотелые настилы высотой 160 мм при пролётах до 4 м и 220мм-при пролётах более 4м. В настилах имеются продольные пустоты

круглого сечения ( рис 121,а).Настилы с вертикальными пустотами на 15 процентов более экономичны в расходе бетона по сравнению с круглопустотными. Настилы , которыми можно перекрывать целые комнаты(следствие применения -повышение звукоизоляции и качества отделки потолка)- крупные панели. При массе в 300 кгс/м кв однослойные конструкции междуэтажных панельных перекрытий, выполненные из тяжёлого бетона, обеспечивают нормативные звукоизолирующие свойства. Для перекрытий раздельного типа ( из за воздушного промежутка между верхней и нижней панелью) и слоистых перекрытий нормативная звукоизоляция обеспечена при массе менее 300 кгс/м кв.

По конструкции междуэтажные крупнопанельные ж/б перекрытия могут быть со слоистым полом , раздельного типа( с раздельным полом , потолком или из двух раздельных несущих панелей) и со слоистым полом и раздельным потолком.( рис 122).Масса этих конструкций менее 300кгс/м кв.

Панели перекрытий изготовляют сплошные, пустотные ( с круглыми пустотами) и шатровые. Несущая однослойная панель ( рис 123 а) –ж/б плита постоянного сечения с нижней поверхностью, готовой под окраску и верхней ровной.

Сплошными однослойными ж/б панелями толщиной 140 мм перекрывают пролёты до 3.6 м.Сплошными однослойными предварительно напряжёнными ж/б панелями толщиной 14-16 см или керамзото-ж/б панелями толщиной 18 см перекрывают пролёты в 6-6,6 м.

Шатровая панель имеет вид плиты , обрамлённой по контуру рёбрами, обращёнными вниз в виде карниза.( рис.123, б).

Сборные ж/б междуэтажные перекрытия ( рис 124) балочного типа состоят из балок таврового профиля и заполнения между ними. Заполнитель- накат из гипсобетонных или лёгкобетонных плит толщиной 80 и длиной 395 мм, армированных деревянными реечными или брусковыми каркасами, а в чердачных перекрытиях –лёгкобетонные плиты толщиной 90 и длиной в 395 мм ,армированные сварными стальными сетками.

При устройстве ж/б перекрытий в санитарных узлах в конструкцию перекрытия включают гидроизоляционный слой. Для этого поверх настилов или панелей обычно наклеивают на битум 1-2 слоя рубероида.

Билет № 17.

Вопрос № 2.Перекрёстно-ребристые и перекрёстно-стержневые конструкции покрытий. Особенности работы, конструктивные решения.

Перекрестные системы покрытия состоят из несущих линейных элементов, пересекающихся в плане под углом 90 или 60°. Если конструкция состоит из несущих элементов, расположенных параллельно сторонам квадрата или прямоугольника, и составляет сетку из квадратных ячеек, то такая конструкция называется ортогональной( рис. а) . Если та же квадратная сетка расположена к контурам покрытия под углом 45е, то такая конструкция называется диагональной( рис. е). Сетку с треугольной формой ячеек, стороны которых параллельны сторонам контура покрытия, называют треугольной( рис в).

Наличие несущих пересекающихся элементов позволяет нагрузку на покрытие передавать на опоры в двух или трех вертикальных плоскостях. Это уменьшает величину усилий и прогибов в такой конструкции, что позволяет уменьшить ее конструктивную высоту до 1/15... 1/25 полёта.Наиболее рациональная форма покрытия: квадрат, равнобедренный треугольник, круг, многоугольник, вписанный в круг.Опирание перекрестных систем может выполняться по всему контуру, на отдельные его части или на колонны. Допустимо устройство консольных свесов(не превосходят 1/4 основного пролета (расстояния между угловыми колоннами)) и дополнительных опор внутри плана покрытия. Это существенно сокращает пролёты и конструктивную высоту покрытия.

Перекрестно-ребристые конструкции( рис. а) изготавливаются главным образом из ж/б. Прогрессивным и экономически целесообразным является монтаж ребристого покрытия из сборных коробчатых элементов( рис.б) (ящики с дном, повернутым кверху, монтируются непосредственно на лесах. По нижней кромке ящики обычно имеют выступ, которым примыкают друг к другу, оставляя между стенками зазор в 10... 15 см, куда закладывается соединяющая их арматура. После заполнения зазоров высокопрочным бетоном и его отвердения конструкция превращается в жестко замоноличенное перекрестноребристое покрытие ( рис.следующий)).Перекрестно-ребристое покрытие может быть создано и непосредственным монтажом отрезков ребер длиной в две ячейки. Каждый отрезок ребра крепится к двум, перпендикулярно стоящим к ним ребрам на половине длины (из ж/б ,из элементов металлической фермы или деревянных щитовых элементов)( рис.в).

Перекрестно-стержневые системы изготовляются из металла, из элементов в виде труб или проката. Трубчатые конструкции проще в монтаже.В плане перекрестно-стержневоепокрытие представляется двумя сетками с квадратными или треугольными ячейками, из которых нижняя сетка сдвинута относительно верхней наполовину ячейки внутрь пролета.Узлы верхней и нижней сеток соединяются наклонными диагональными элементами— раскосами( рис д и след.). Кровля над перекрестно-стержневым покрытием выполняется из легких материалов, с применением профилированного настила, щитов с деревянным или металлическим обрамлением и т. д. Опирание кровельных щитов на конструкцию производится только над узлами на пластинки со стержнем, ввинченным в многогранный узловой элемент, так называемый коннектор. Опирание настила производится на швеллеры, прикрепленные к коннектору. Опирание элементов кровли непосредственно на стержни ферм не допускается, так как ониработают только на осевые усилия.

е —варианты опирання и типы опор перекрестно-стержневого покрытия; 1 —коробчатый элемент;2 — арматура, закладываемаяв швы между железобетонными коробчатыми элементами; 3 —сборный элемент размером 2а; 4 — опора перекрестно-стержневой системы; 5—стержень; 6 —коннектор.

Рисунки из Казбек-Казиева стр.137-139.

Билет № 18.

Вопрос № 1.Покрытия : воздействия. Классификация, требования.

Покрытия большепролетных одноэтажных зданий ограждают внутреннее пространство от атмосферного и температурного влияния внешней среды. Выполняются пологими (i = 1/12; 1/10) или плоскими ). Состоит совмещенное покрытие из настила, пароизоляции, утеплителя и кровли, может быть неутеплённым.

Настил выполняется из отдельных плит покрытия (из железобетона, из легкого бетона или из небетонных материалов).

Железобетонные ребристые плиты покрытия могут иметь длину 6 и 12 м и ширину 1,5 и 3 м( для покрытия промышленных зданий) .Плиты длиной 6 и 12 м подразделяют на несколько типов: плиты основные — рядовые;плиты с круглым отверстием в полке —для пропуска воздуховода; плиты с проемами в полке.

Большое применение получили крупноразмерные железобетонные сводчатые оболочки — КЖС и гипары, перекрывающие пролеты 18 и 24 м. Эти оболочки устанавливают в направлении главного пролета здания без применения таких пролетных конструкций, как фермы( наиболее экономичные настилы среди ж/б).

Железобетонная ферма покрытия.

Применяются также и легкобетонные плиты, а также легкие плиты с применением асбестоцементных листов . Легкобетонные плиты могут быть применены в комбинации с тяжелой ребристой плитой как самостоятельные плиты без ребер и с ребрами, а также как комплексные плиты со всеми необходимыми слоями, включая и гидроизоляцию.

studfiles.net

2. Безраспорные плоскостные несущие конструкции покрытий. Балки и фермы. Виды, классификация по материалам и пролетам. Обеспечение пространственной жесткости стальных ферм.

Ж/б балки – пролеты до 24 м.

Преимущества ж/б балок:

экономичный расход металла
простота монтажа
соответствие противопожарным требованиям

Высота балки порядка 0,1 величины пролета.

Балки металлические применяются по технологическим требованиям или при повышенной динамической нагрузке.

- сварные

- клепаные

Деревянные балки. Прогоны соединяются на расстоянии 1 м.

У фермы в отличие от балки постоянное сечение, изменяется только высота фермы в зависимости от пролета.

Стальные фермы – для пролетов 18, 24, 30, 36 м и шагов 6 и 12 м.

Для большепролетных зданий (60 – 100 м) фермы типа:

Конструкции ферм – сварные из стержней открытого или закрытого трубчатого профиля.

3. Распорные плоскостные конструкции.

Рамы применяются для уменьшения высоты ригеля.

Затяжка – стягивает стойки.

Способы конструктивного решения рам:

Жесткое крепление
С двумя шарнирами
С тремя шарнирами (сечение ригеля уменьшается)

Способы разгрузки ригеля рамы:

Арки – плоский изогнутый стержень с неподвижными опорами по концам.

Очертания арок:

Круговое
Эллиптическое
Стрельчатое
Зубчатое
Подковообразное
Трехлопастное

4. Безраспорные пространственные конструкции покрытий.

Системы бывают по конструктивным особенностям:

- перекрестно-ребристые. Покрытие из сборных коробчатых и плоских элементов.

- перекрестно-стержневые

Плюсы перекрестных систем:

Перекрывают большие пролеты без промежуточных опор
Снижение строительной высоты покрытия
Унификация узлов и стержневых элементов
Сокращение затрат на транспорт
Возможность сбора на земле и подъема крупными блоками
Сборность-разборность ( при необходимости)
Универсальность применения
Возможность образовывать сложные пространственные формы покрытий, не только плоские
Возможность опирания в любых точках пересечения ребер
Быстрота сборки малым количеством рабочей силы

studfiles.net

Лекция 3 плоские сквозные балочные конструкции

Содержание: Общая характеристика и классификация ферм. Основные принципы проектирования ферм. Особенности расчета деревянных ферм.

1. Общая характеристика и классификация ферм

Фермы - это плоские сквозные балочные конструкции, состоящие из поясов и соединяющих их элементов решетки.

Деревянные фермы являются основными несущими конструкциями покрытий зданий различного назначения, имеющих малые и средние пролеты до 36 м.

По производственному признаку различают фермы заводского изготовления, выполняемые механизированным способом, и фермы построечного изготовления, выполняемые непосредственно на месте возведения с применением средств малой механизации.

По виду основного материала фермы делятся на:

цельнодеревянные фермы, в которых из стали выполняются лишь детали и неосновные элементы. Недостаток этих ферм – ограниченность сортамента пиломатериала;
метало–деревянные фермы, в которых растянутые элементы выполняются из стали, а сжатые – из древесины.

Статическая работа ферм в значительной мере зависит от их очертания, влияющего на распределение и величину усилий в элементах конструкции.

По очертанию фермы могут быть: с параллельными поясами, треугольные, пятиугольные или трапециевидные, сегментные, многоугольные, серповидные и линзовидные.

Опыт проектирования показал, что предпочтительнее фермы, у которых верхние пояса имеют очертания, близкие к параболическому, соответствующему кривой давления в арке при равномерно распределенной нагрузке. К таким фермам относятся сегментные и близкие к ним по очертанию многоугольные фермы. В этих фермах усилия в соседних панелях верхнего и нижнего поясов при полном загружении мало отличаются друг от

Треугольные Трапецивидные Сегментные Серповидные

друга, а элементы решетки являются слабо нагруженными, что значительно упрощает решение узлов сопряжения.

В треугольных фермах усилия в поясах резко уменьшаются от опоры к середине пролета, а усилия в решетке наоборот возрастают. В фермах с параллельными поясами картина распределения усилий обратная. Такое распределение усилий в элементах конструкции приводит к недогруженности многих ее элементов и в особенности верхних и нижних поясов.

Трапециевидные фермы по распределению усилий занимают промежуточное место между треугольными фермами и фермами с параллельными поясами.

Выбор той или иной схемы сквозных ферм для покрытий зданий различного назначения должен быть обоснован прежде всего технико-экономическими показателями, которые устанавливаются как по затратам материалов, так и по количеству отходов, которые составляют для различных типов ферм от 5 до 40% от общего расхода материалов. Большое значение имеет также трудоемкость изготовления несущих конструкций. Кроме указанного, при выборе схемы фермы необходим учет условий эксплуатации и затрат на остальные части покрытия (прогоны, настилы), а также связи. Учет вспомогательных конструкций необходим для выбора оптимального шага ферм и очертания верхнего пояса, выбора расстояния между прогонами, так как затраты материалов на них больше, чем на основные конструкции.

Основным достоинством ферм является рациональное использование древесины и металла. В элементах решетки и поясов возникают, главным образом, продольные усилия, несущая способность материалов используется в полной мере. В связи с этим фермы по расходу материала более экономичны, чем арки и рамы.

Транспортировка ферм также не вызывает особых затруднений, так как эти конструкции сборно-разборные. И в этом отношении фермы экономичнее, чем распорные конструкции.

В качестве основного недостатка ферм можно отметить относительно высокую трудоемкость изготовления и сборки в связи с большим количеством узлов и элементов.

Кроме того, в качестве недостатка следует отметить меньшую, чем у арок и рам, степень огнестойкости и устойчивости к воздействию химически агрессивных сред.

studfiles.net