Решения коньковых и опорных узлов рам

В рамах с пролетами до 60 м при опорных реакциях меньше 2500 кН преимущественно применяют плитные шарниры (рис. 9-11, а; 10-11, а, в),

имеющие простую кон­струкцию. Они хорошо работают в узлах рам, с горизон­тальным ригелем и вертикальными стойками. При боль­ших опорных реакциях применяют балансирные шарни­ры (рис. 9-11,6; 10-11,6), состоящие из верхнего, прикрепленного к фундаменту, балансиров и цилиндри­ческой цапфы, устанавливаемой между ними.

Элементы рам в узлах сопряжения усиливают ребра­ми жесткости и дополнительными листами, предназна­ченными для перераспределения сосредоточенной узло­вой силы на все расчетное сечение (рис. 11-11).

Применение плитных и балансирных шарниров обеспечивает получение требуемых углов поворота в опорных и ключевых узлах, а также необходимую проч­ность для передачи продольных и поперечных сил.. Затяжку в опорном узле крепят к полке сжатой ветви стойки рамы (рис. 157, б). Для устойчивости полки вво­дят двусторонние ребра жесткости.

58.Статические схемы стальных арок, их характеристики.

Арка представляет собой конструкцию криволинейного (дугообразного) очертания, перекрывающую пролет между двумя опорами (фундаментами, пилонами или колоннами). Пролеты апрочных констр-30—150 м.

По статической схеме арки подразделяют на трехшарнирные, двухшарнирные и бесшарнирные (рис. 1-12).

О целесообразности арок можно судить по эпюре моментов. Наибольшие изгибающие моменты возникают в трехшарнирной арке в четверти пролета, поэтому трехшарнирные — самые тяжелые и вследствие этого мало применимы. В бесшарнирных арках моменты в средней половине пролета минимальны и возрастают на сравнительно небольших участках вблизи опор,они самые легкие.

Двухшарнирные арки менее чувствительны к t –ым и деформационным воздействиям, чем бесшарнирные, и обладают большей жесткостью, чем трехшарнирные арки.. Двухшарнирные экономичны по расходу материала, просты в изготовлении и монтаже и благодаря этим качествам находят преи-мущественное применение в зданиях и сооружениях. По сравнению с рамой арка занимает большее пространство, так как в арочных покрытиях (в связи с их пологостью) вблизи опор имеются зоны ограниченной эксплуатации.

Наивыгоднейшая высота арок составляет 1/4—1/6 пролета, но по условиям эксплуатации очертание арок может быть самым произвольным (рис. 2-12).

Минимально допустимая пологость арок принимается не менее 1/8 пролета, а максимальная подъемистость в стрельчатых арках не более двух пролетов.

При увеличении высоты арок нормальная сила и распор уменьшаются, а изгибающий момент значительно возрастает.

В конструктивном отношении металлические арки подразделяют на сплошные и сквозные (решетчатые). Сплошные арки, имеющие высоту сечения 1/50—1/80 пролета (рис.3-12,а),

применяют при пролетах до 60 м. Иногда из функциональных соображений проектируются арки из двух прямолинейных элементов. Высоту сечения в таких арках принимают 1/15—1/2о пролета.Эти арки малоэффективны. Сечение сплошных арок выполняют в виде сварного широкополочного двутавра, трубы и составных сечений из двух швеллеров или двутавров, соединенных планками. Составные сечения имеют большую жесткость из плоскости арки, их примен. при больших пролетах.

При пролетах более 60 м преимущественно проектируют сквозные арки с параллельными поясами (рис. 3-12,б). Пояса сквозных арок выполняют из уголков, швеллеров, труб и двутавров.. В сквозных арках пояса по вертикали и горизонтали сопрягаются решетчатыми связями тре-угольного или раскосного типа, выполняемыми из одиночных уголков, швеллеров или двутавров.

Сечения сплошных и сквозных арок рекомендуется принимать постоянными по всей длине. Однако в двух и трехшарнирных арках с целью экономии металла допускается проектировать серповидные или сегментные очертания (рис. 4-12).

Распор в арочной конструкции воспринимается затяжкой, устраиваемой на уровне опорных узлов (рис. 5-12, а).

Однако затяжка препятствует нормальной эксплуатации всего помещения и требует дополнительного расхода материала на подвески. В большепролетных общественных и промышленных зданиях освобождаются от затяжки путем передачи распора на жесткие опоры в виде поперечных рам (рис. 5-12,б), пилонов (рис. 5-12, в), трибун (рис. 5-12, г) или непосредственно фундаментов (рис. 5-12, д). Во избежание чрезмерного смещения фундамента в слабых грунтах подпольная затяжка может устраиваться при значительных распорных усилиях (см. рис. 5-12, д).

При проектировании сплошных арок их шаг вдоль здания рекомендуется принимать 6—12 м, а при сквозных арках— 12—24 м. При шаге 6 м покрытие проектируют беспрогонным с укладкой плит непосредственно на верхний пояс арки. При шаге 12-—24 м в качестве прогонов используют решетчатые фермочки, устанавливаемые с шагом 6 м, а плиты укладывают по ним или по дополнительным прогонам, идущим с шагом 3 м по фермочкам-прогонам (рис. 6-12).

Компоновка стропильного перекрытия по аркам аналогична компоновке рамного стропильного перекрытия. Отличительная особенность арочного перекрытия — необходимость устройства вертикальных продольных связей между арками с шагом не более 12 м, обеспечивающих устойчивость нижнего сжатого пояса при наличии горизонтальных связей по верхним поясам. Связи по верхним поясам следует доводить до опор.

При пролетах более 60 м отдельные плоские арки объединяют попарно в блок шириной 3—6 м, а расстояние между блоками принимают 18—24 м. Общая усточивость такого покрытия повышается путем постановки дополнительных горизонтальных связей между блоками в плоскости верхних поясов по коньку покрытия. В этом случае в систему связей включают верхние пояса ферм-прогонов. Высота ферм-прогонов в арочных покрытиях с учетом защемления может быть 1/15—1/20 их пролета.