НАУКА-СТРОИТЕЛЬНОМУ ПРОИЗВОДСТВУ

Усиление стальных каркасов одноэтажных производственных зданий при их реконструкции

Раздел: Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

Жесткости дисков покрытий определены для кровель наиболее распространенных типов, применяемых в эксплуатирующихся зданиях: из стальных профилированных настилов по прогонам; из плоских стальных листов по прогонам; из крупноразмерных железобетонных плит; из мелкоразмерных железобетонных плит по прогонам. Жесткости определены на основании исследований, выполненных как в нашей стране, так и за рубежом. При этом участки расположения фонарей не учитываются

Жесткость кровли из стальных профилированных настилов по прогонам. Стальные профилированные настилы широко применяются в строительстве с 60-х годов. Жесткость настила зависит от его геометрических характеристик, способов взаимного соединения листов и их крепления к прогонам. Наиболее широкое распространение получили соединения профилированных листов между собой на заклепках и крепление их к прогонам самонарезающими болтами.

Из исследований жесткости профилированных настилов (в плоскости настила) наибольший практический интерес представляют исследования Э.А. Айрумяна и Е.Брайана. Э.А. Айрумяном разработана методика определения коэффициента сдвиговой жесткости профилированного настила, основанная на испытаниях эталонных образцов, и предложена формула

Если в покрытии применен профилированный настил, отличающийся по своим параметрам от настилов, для которых получены значения, то необходимо провести испытания по определению жесткости панели-эталона. В этом состоит основной недостаток метода, предложенного Э.А, Айрумяном.

Методика определения сдвиговой жесткости, предложенная Е,Брайаном, более трудоемка, но отличается универсальностью. Общая податливость покрытия из профилированного настила определяется следующими основными факторами:

деформативностью настила, включающей в себя сдвиг и депланацию гофров настила;

Под коэффициентом сдвиговой жесткости с понимается значение сдвигающей силы, которая вызывает единичное смещение рассматриваемого прямоугольного участка, расположенного в пределах шага поперечных рам.

деформативностью соединения листов настила между собой и крепления их к прогонам 52 =62i + б22 (621» 622);

деформативностью крепления прогонов к стропильным фермам

Результаты экспериментально-теоретических исследований свидетельствуют о том, что деформативность покрытия определяется его жесткостью на сдвиг. Значение сдвиговой жесткости может быть получено по формуле

Если известны результаты испытаний панели-эталона, то коэффициент с удобно определить по формуле. При отсутствии данных о жесткости панели-эталона коэффициент с определяется по формуле

Жесткость кровли из плоских стальных листов. В покрытиях с плоскими стальными настилами листы между собой и к прогонам крепятся сварными швами, Пренебрегая податливостью этих соединений, считаем, что деформативность покрытия складывается из сдвиговых деформаций стального настила и деформации крепления прогонов к стропильным фермам. В предположении бесконечной изгибной жесткости податливость  определяется по формуле

Жесткость кровли из крупноразмерных железобетонных плит. В соответствии с принятым в настоящее время подходом к учету кровли в пространственной работе каркаса покрытие из крупноразмерных железобетонных плит считается бесконечно жестким. Такой подход достаточно условен и не учитывает фактическое состояние покрытия эксплуатирующихся производственных зданий, оборудованных мостовыми кранами. В результате натурных обследований было установлено, что замоноличенные швы между -плитами через один, два года эксплуатации разрушаются [16]. Сдвиговая жесткость такого покрытия равна сумме жесткостей отдельных плит, которая значительно меньше, чем жесткость единого диска покрытия. Исследование работы замоноличенных швов показало, что швы разрушаются, если сдвигающая нагрузка превышает 3 кН/м. Сдвигающая нагрузка такой величины характерна для покрытия зданий, оборудованных мостовыми кранами грузоподъемностью 50 т и более тяжелого и весьма тяжелого режимов работы.

Результаты исследования действительной работы покрытия из крупноразмерных железобетонных плит (1,5x6 м и 3x6 м) приведены в работе [8]. Для определения жесткости покрытия испыты-вались натурные образцы железобетонных плит на динамические, а также на статические воздействия. Секции плит размерами 6х х12—24x24 м испытывались разными способами соединения: плиты приварены к ригелям; дополнительно произведено замоно-личивание швов.

Для покрытия, в котором использовался первый способ соединения элементов, для участка 6x18 м жесткость была определена теоретически. Расчетная схема принималась в виде системы отдельных пластинок, соединенных между собой шарнирами в узлах сопряжения панелей с ригелями. Расчеты были проведены для панелей 1,5x6 м и полученные результаты оказались весьма близки к экспериментальным. На основании испытаний установлено, что замоноличивание швов увеличивает жесткость диска примерно в 3,5 раза. Рассматривалась также жесткость покрытия, состоящего из панелей размером 3x6 м. По расчетам жесткость покрытий с такими панелями примерно в 2,7 раза больше, чем с панелями 1,5x6 м. Так как жесткость покрытия с плитами 3x6 м экспериментально не проверена, автором [8] рекомендуется ввести при оценке жесткости поправочный коэффициент 0,5. Исследования также показали, что деформативность покрытий определяется сдвиговой жесткостью.

На основании имеющихся данных может быть рекомендована эмпирическая формула по определению коэффициента сдвиговой жесткости покрытий из крупноразмерных железобетонных плит, учитывающая фактическое состояние стыков и размеры плит

Жесткость кровли из мелкоразмерных плит. Жесткость покрытий одноэтажных производственных зданий определена по результатам испытаний [5].

Автором испытывались одно-, двух- и трехпролетные промышленные здания в стадии их возведения, что позволило выявить влияние отдельных элементов конструкций зданий на работу каркаса. При испытаниях горизонтальная поперечная сила прикладывалась к промежуточным рамам в уровне нижних поясов ферм. Одновременно замерялись смещения колонн на этом же уровне. Нагружение и замер смещений производились в разных стадиях готовности, начиная от плоской рамы и кончая готовым зданием. На каждом этапе исследования дополнительно включался только один из видов соединений или элементов, что позволяло определить степень участия каждого из элементов в общей работе каркаса.

С достаточной для практических целей точностью может быть принята линейная зависимость между сдвиговой жесткостью и шириной покрытия, что соответствует и результатам исследования покрытий из крупноразмерных железобетонных плит. В результате получена эмпирическая Формула для определения сдвиговой жесткости покрытия из мелкоразмерных железобетонных плит

Жесткость продольных связей по нижним поясам стропильных ферм. Горизонтальные продольные связи по нижним поясам стропильных ферм совместно с покрытием создают продольный диск, участвующий в пространственной работе каркаса. Горизонтальные продольные связи представляют собой фермы с параллельными поясами и крестовой или треугольной решеткой.

По определению изгибной жесткости сварных ферм имеются обоснованные рекомендации. Соединения связей могут быть сварными или на болтах нормальной точности ("черных" болтах). Увеличение деформативности связей на болтах можно учесть уменьшением их изгибной жесткости. Количественную оценку влияния соединений связей на болтах на их жесткость можно получить на основании результатов дифференцированных испытаний [5].

Жесткость тормозных конструкций определяется их сечением и конструктивными решениями узла крепления подкрановых балок и тормозных листов (ферм) к колонне. Различают узлы жесткие и шарнирные. Такое разделение условно, так как конструктивные решения шарнирных узлов приводят, как правило, к частичному защемлению тормозных конструкций на опорах (частичной неразрезности). Поэтому тормозные конструкции принимают участие в пространственной работе каркаса как при жестком, так и при шарнирном сопряжении с колоннами. Влияние типа крепления тормозных балок или ферм можно учесть уменьшением их изгибной жесткости

Коэффициент Кт принят на основании результатов экспериментального исследования, приведенных в работе [24]. Автором была испытана открытая подкрановая эстакада на действие горизонтальной поперечной силы, приложенной к колонне, Испытания проведены для различных конструктивных схем узла крепления подкрановых конструкций к колонне. По результатам смещения нагруженной колонны в уровне тормозного листа автор определил жесткости сплошных тормозных листов и значения коэффициента Кт с учетом разных типов узлов крепления. Согласно экспериментальным данным работы [18], жесткость различных тормозных листов, закрепленных на колонне с помощью "черных" болтов, более чем в 3 раза меньше жесткости неразрезных конструкций, Рекомендуется принимать следующие значения коэффициента К : 1 — для сплошных тормозных листов при жестком сопряжении с колоннами; 0,2 — для сплошных тормозных листов при шарнирном сопряжении; 0,8 — для тормозных ферм при жестком сопряжении; 0,15 — для тормозных Ферм при шарнирном сопряжении.

Определение эквивалентной изгибной жесткости, Исследования показали, что смещения дисков покрытий из профилированных настилов, плоских стальных настилов, крупноразмерных и мелкоразмерных железобетонных плит определяются сдвиговой жесткостью G А. Изгиб продольных связей по нижним поясам стропильных ферм и тормозных конструкций определяется изгибной жесткостью. Чтобы суммировать жесткости покрытий и продольных связей, необходимо перейти от жесткости покрытий на сдвиг к эквивалентной изгибной жесткости, За критерий эквивалентности принимаем равенство смещений средней опоры четырех пролетной балки, полученных при учете или только сдвиговых деформаций, или только изгибных.

 ТЕПЛОИЗОЛЯЦИЯ ДЛЯ ЖЕСТКОЙ КРОВЛИ, ХАРАКТЕРИСТИКИ И МОНТАЖ ...

 зигмашина. Закатка проволоки и выкатка валиков жесткости

 Крыши, покрытия, кровли

 МЕТАЛЛОЧЕРЕПИЦА - покрытия металлочерепицы. Металлическая черепица ...

 ВЫБОР КРОВЕЛЬНОГО ПОКРЫТИЯ - кровли одно- и двускатные, шатровые ...

 Кровли из неоцинкованной листовой стали ...

 Основания под кровли. Устройство крыш и кровельных покрытий

 Кровельные работы

 Висячие системы покрытий. Висячие конструкции