Навигация:
ГлавнаяВсе категории → Конструкции зданий

Рамные системы


Рамные системы

Плоская рама (однопролетная или многопролетная), состоящая из колонн и ригелей, является основной конструкцией несущего каркаса зданий рамной системы.

Рамы подразделяют на сплошные, решетчатые и смешанные.

Каркас со сплошными рамами удобен в монтаже и дает хороший интерьер помещения. Так как габариты элементов сплошной рамы невелики, жесткость ее оказывается несколько пониженной.

Сплошные рамы применяются в каркасах перекрытий перронов, выставочных павильонов, гаражей при относительно небольших пролетах от 40 до 60 м.

Решетчатые рамы отличаются большими габаритами ригеля и стоек, более сложной конструкцией, но вместе с тем и большей жесткостью наряду с меньшим, чем у сплошных рам, расходом металла. Решетчатые рамы перекрывают пролеты до 150 м.

Рамы смешанной конструкции имеют сплошные стойки и решетчатый ригель. Основная область применения таких рам — промышленные здания.

В конструкциях рам с шарнирным опиранием стойки принимаются переменного сечения.

При расположении шарниров в опорных узлах ригеля рамы упрощается конструкция сопряжения ригеля и стоек; оказывается целесообразным фундамент раздельного типа с мощным наружным массивом, воспринимающим усилие от наклонного пояса стойки. При очень больших пролетах (/ = 120 г 150 м) прогиб ригеля становится значительным по абсолютной величине и может оказаться препятствием для нормальной эксплуатации покрытия. В этом случае целесообразна решетчатая рама с жесткой заделкой стоек в фундаменты.

В смешанных конструкциях рам для промышленных зданий колонны постоянного сечения применяются в цехах с кранами, грузоподъемностью до 30 т; колонны переменного сечения устраиваются в цехах с кранами грузоподъемностью свыше 30 т. Конструкция колонн, изображенная на рис. 38.1, м, принимается с целью раздельного восприятия нагрузок от ригеля рамы и крана, в соответствии с чем они имеют шатровую и подкрановую ветви. Такие колонны целесообразны при низко сидящих мостовых кранах большой грузоподъемности.

Рис. 1. Конструктивные схемы рам
а — сплошных; б — г — сквозных; д — смешанных

Смешанные рамы имеют в большинстве случаев жесткое сопряжение стоек с фундаментом и ригелем. Встречаются смешанные рамы с шарнирным сопряжением ригеля и стоек.

Пространственная схема каркаса в основных своих частях зависит от типа основной несущей конструкции (рамы), от характера действующих нагрузок и от конструкций стен и кровли. Рамы объединяются в пространственный каркас, воспринимающий нагрузки любого направления с помощью прогонов кровли, ригелей фахверка стен, подкрановых балок и связей жесткости. Каркас должен быть построен так, чтобы была обеспечена местная устойчивость всех его деталей и неизменяемость сочленения в целом.

Могут быть различные варианты построения каркаса в зависимости от конструкции рамы.

Наиболее простой является схема каркаса с использованием сплошных рам в качестве основной несущей конструкции. Пролеты между рамами перекрываются прокатными либо составными прогонами. Расстояния между прогонами подбираются в соответствии с конструкцией кровли. Общая неизменяемость каркаса обеспечивается с помощью связей жесткости, объединяющих две соседние рамы в один неизменяемый блок. Такие блоки устраиваются у торцов здания и через 50—60 м по его длине. Для обеспечения более высокой поперечной жесткости каркаса устраиваются продольные связи, располагаемые в крайних панелях ригелей рам между прогонами. Устойчивость верхних и нижних поясов ригелей в направлении из плоскости рам обеспечивается прогонами, которые включены в систему связей жесткости. Устойчивость стоек в направлении из плоскости рам может быть повышена введением в каркас продольных горизонтальных связей.

Рис. 2. Пространственная схема каркаса со сплошными рамами

Рис. 3. Пространственная схема каркаса со сквозными рамами

Пространственная схема каркаса с решетчатыми рамами характерна более сложной системой связей жесткости. Для перекрытия больших пролетов требуются ригели высотой 8—10 м, вследствие чего верхние и нижние пояса ригелей нуждаются в самостоятельных связях жесткости. На рис. 38.3 представлен вариант компоновки каркаса большепролетного здания ангара.

Пространственная схема каркаса со смешанными рамами, изображенная на рис. 38.4, в известной мере напоминает схему каркаса решетчатых рам. Неизменяемость каркаса в делом обеспечивается здесь, как и в предыдущих случаях, постановкой связей между двумя смежными рамами и присоединением последующих рам к образующимся жестким блокам с помощью продольных элементов каркаса (прогонов кровли, подкрановых балок, распорок связей и ригелей фахверка стен). Каркасы промышленных зданий имеют большую протяженность и требуют разрезки температурными швами на отдельные отсеки, в пределах которых температурные деформации невелики.

Рис. 4. Пространственная схема каркаса со смешанными рамами

Рис. 5. Конструкция узлов рам
а — сквозной; б — смешанной; в — сплошной

Сечения элементов рам отличаются большим разнообразием. Сплошные рамы выполняются из сварных или клепаных двутавров постоянного или переменного сечения с использованием по возможности универсальной листовой стали, не требующей обработки продольных кромок. Рамы изготавливаются из отдельных частей, размеры которых согласуются с грузоподъемностью и габаритами транспортных средств.

Сопряжения прогонов покрытия и ригелей сплошных рам выполняются так же, как сопряжения балочной клетки перекрытий; сопряжение ригеля со стойкой, показанное на рис. 5, в, характерно двумя монтажными стыками и утолщенным вкладным листом.

Другие примеры узловых сопряжений представлены на рис. 5, а и б. Конструкции шарнирных опор рам аналогичны шарнирным опорам арок. Опорные части смешанных рам получают сильное развитие в их плоскости и крепятся к фундаменту анкерными болтами. Для выбора лучшего варианта решения каркаса производятся приблизительные расчеты прочности и устойчивости рамы. Такие расчеты призваны хотя бы очень грубо наметить размеры поперечных сечений ригеля и стоек рамы.

Определив распор рамы, можно найти изгибающие моменты и нормальные силы в любом сечении ригеля и стоек.

При заделке стоек в фундаменты рама имеет три лишних неизвестных. Принимая сплошную нагрузку на ригеле, получаем симметричную систему, в которой достаточно найти только два неизвестных — изгибающий момент в месте сопряжения стойки с ригелем и распор рамы. Первый приближенно можно определить, рассматривая ригель как балку, заделанную на опорах. Учитывая податливость заделки ригеля в стойки, получим

Распор определяется по схеме трехшарнирной рамы. После вычисления М, Н, V рама становится статически определимой.





Похожие статьи:
Армокаменные конструкции балок, перемычек и перекрытий

Навигация:
ГлавнаяВсе категории → Конструкции зданий

Статьи по теме:





Главная → Справочник → Статьи → БлогФорум