Вы здесь

Вдосконалення розрахункових моделей та конструкцій для подовження строків експлуатації промислових будівель

Автор: 
Єрмак Євген Михайлович
Тип работы: 
Дис. докт. наук
Год: 
2003
Артикул:
3503U000383
99 грн
(320 руб)
Добавить в корзину

Содержимое

раздел 2.1).
Однако, обследованием выявлено наличие, на средних опорах, горизонтальных
связей в уровне нижних поясов полуферм (2Р60х7), поставленных временно, для
удобства монтажа, но не разрезанных после окончания работ.
С учетом этих связей эффект неразрезности становится значительным (см. усилия
в элементах правой части стропильной фермы на рис. 2.6). Элементы нижних поясов
у средней опоры оказываются сжатыми. Сжимающие усилия не достигают критических
значений, но гибкость этих элементов получается выше нормативной, что,
очевидно, явилось причиной искривления некоторых из них «из плоскости» ферм.
Продолжая рассмотрение вопроса об учете на расчетных моделях нестандартных
ситуаций включения в работу стропильных конструкций таких элементов, которые
обычно оставались без внимания на стадии проектирования, выделим еще один
характерный случай, который можно назвать фактором «неявной» неразрезности
стропильных конструкций. Он проявляется в следующем: разрезная схема работы
ферм покрытия в двух и более пролетных зданиях реализуется без отступлений, но
действительное распределение усилий в стропильных конструкциях отвечает работе
частично неразрезной системы. И причиной такого несоответствия является
конструктивное замыкание верхних поясов соседних ферм кровельным настилом.
Для оценки влияния такой конструктивной особенности поперечных рам каркаса,
которая при проектировании обычно не учитывается, приведем результаты
численного эксперимента на расчетной модели трехпролетной рамы (сталелитейный
цех завода «Красный Октябрь» г. Харьков) – рис. 2.7.
Расчеты выполнены при следующих допущениях:
1. Конструктивно, фермы-ригели опираются на колонны таким образом, что на
расчетной модели эта опора может быть показана как шарнирно-неподвижная;
2. Усилия в элементах рамы определялись от суммарного воздействия постоянной и
снеговой нагрузок;
3. Кровельный настил (стальной профилированный лист) соединен над средними
колоннами рамы таким образом, что фермы-ригели соседних пролетов могут
считаться объединенными в уровне верхних поясов упругоподатливыми связями; на
расчетной модели эти связи представлены как шарнирно-стержневые (стержень «S»
на рис. 2.7,Б).
Расчеты были сделаны для вариантов этой рамы, отличающихся друг от друга
различной жесткостью связи «S», которая, в зависимости от жесткости соединения
элементов настила над промежуточными опорами рамы, может изменяться в широких
пределах
,
Рис. 2.7. Вариант учета «неявно» неразрезности стропильных ферм
на расчетной модели
где , т.е. связь отсутствует; - жесткость связи эквивалентна жесткости верхних
поясов ферм.
Результаты расчетов приведены в табл. 2.4, где указаны значения усилий в
наиболее ответственных элементах и для трех вариантов рамной системы, наиболее
интересных для анализа. В столбце 5 приведены, для сравнения, усилия в тех же
элементах, но в системе с жесткими узлами, если бы такое решение было принято
при проектировании.
Анализ результатов расчетов позволяет сделать следующие выводы:
Таблица 2.4
Усилия в элементах стропильных ферм при учете
фактической «неявной» неразрезности
Элементы ригелей рамы
Усилия (кН) при жесткости надопорных связей
Неразрезная
система (рама с жесткими узлами)
Крайний пролет
І. Верхний пояс
1. у крайней опоры
-96,0
-90,0
-86,0
-90,0
2. в пролете (max)
-128,0
-119,0
-113,0
-135,0
3. у средней опоры
-90,0
-48,0
-24,0
-55,0
ІІ. Нижний пояс
1. у крайней опоры
-2,0
-0,7
0,1
-50,0
2. в пролете (max)
120,0
112,0
108,0
120,0
3. у средней опоры
-2,0
065,0
-100,0
-120,0
III. Опорные раскосы
1.у крайней опоры
1.1. первый нисхо-дящий
107,0
100,0
97,0
125,0
1.2. второй восхо-дящий
-40,0
-35,0
-32,0
-49,0
2. у средней опоры
1.1. первый нисхо-дящий
103,0
129,0
145,0
165,0
1.2. второй восхо-
дящий
-43,0
-62,0
-72,0
-73,0
Средний пролет
I. Верхний пояс
1. у опоры
-90,0
-41,0
-14,0
-43,0
2. в пролете
-126,0
-99,0
-84,0
-112,0
II. Нижний пояс
1.у опоры
-4,0
-66,0
-100,0
-125,0
2. в пролете
114,0
80,0
70,0
105,0
III. Опорные раскосы
1. первый нисходящий
102,0
120,0
133,0
160,0
2. второй нисходящий
-42,0
-56,0
-65,0
-70,0
Усилие
0,0
65,0
100,0
1. Включение в расчетную модель надопорной стержневой упругой связи,
учитывающей фактическое объединение смежных стропильных ферм кровельным диском,
создает частичную неразрезность ригельной системы
поперечных конструкций каркаса, что приводит к соответствующему распределению
усилий – разгрузке поясов ферм и увеличению усилий в приопорных элементах
решетки.
При этом, в крайних элементах нижних поясов у средних колонн воз-никают
сжимающие усилия, достигающие опасных значений уже при жест-кости надопорной
связи в 10 раз меньше жесткости верхних поясов ферм.
2. Путем установки и изменения жесткости надопорной стержневой связи можно
осуществить искусственное регулирование усилий в стропильных конструкциях,
находящихся в эксплуатации. Так, повышением жесткости этих связей можно усилить
наиболее напряженные элементы поясов ферм. Но такое усиление будет
целесообразным только при наличии запасов несущей способности в крайних панелях
нижних поясов и в элементах решетки, расположенных у средних опор.
Указанные выше обстоятельства работы ферм-ригелей поперечных рам нужно
учитывать при составлении расчетных моделей этих конструкций.
При использовании варианта расчетной модели с упругими недопор-ными
стержневыми связями, важным является вопрос об определении их осе-вой
жесткости. Решение этого вопроса для учета «неявной» неразрезности ри