Cabeceras de columnas. Cálculo y diseño.

La conexión entre vigas y columnas puede ser gratis(con bisagras) y duro. La interfaz gratuita transfiere solo cargas verticales. El acoplamiento rígido forma un sistema de pórtico capaz de absorber fuerzas horizontales y reducir el momento de diseño en las vigas. En este caso, las vigas están adyacentes a la columna en el lateral.

Con acoplamiento libre, las vigas se colocan encima de la columna, lo que garantiza una fácil instalación.

En este caso, la cabecera de la columna consta de una losa y nervaduras que sostienen la losa y transfieren la carga a la varilla de la columna (Fig.).

Si la carga se transfiere a la columna a través de los extremos fresados ​​de las nervaduras de soporte de las vigas ubicadas cerca del centro de la columna, entonces la losa de cubierta se sostiene desde abajo mediante nervaduras que pasan debajo de las nervaduras de soporte de las vigas (Fig. a y B).

Arroz. Cabezas de columna cuando se apoyan vigas desde arriba

Las nervaduras de la cabeza se sueldan a la placa base y a los brazos de la columna con varilla pasante o a la pared de la columna con varilla maciza. Las costuras que unen la nervadura de la cabeza a la losa deben soportar toda la presión sobre la cabeza. Compruébalos usando la fórmula.

. (8)

La altura de la nervadura de la cabeza está determinada por la longitud requerida de las costuras que transfieren la carga al núcleo de la columna (la longitud de las costuras no debe ser superior a 85∙β w ∙k f:

. (9)

El espesor de la nervadura de la cabeza se determina a partir de la condición de resistencia al aplastamiento bajo presión de soporte total.

, (10)

donde es la longitud de la superficie aplastada, igual al ancho del nervio de soporte de la viga más dos espesores de la losa de cabeza de columna.

Una vez determinado el grosor de la nervadura, debe comprobarse si se corta utilizando la fórmula:

. (11)

Si los espesores de las paredes de los canales de una columna pasante y de las paredes de una columna continua son pequeños, también se debe comprobar si se cortan en el punto donde se unen las nervaduras. Puedes hacer que la pared sea más gruesa dentro de la altura de la cabeza.

Para dar rigidez a las nervaduras que sostienen la placa base y fortalecer las paredes de la varilla de la columna contra la pérdida de estabilidad en lugares donde se transmiten grandes cargas concentradas, las nervaduras verticales que soportan la carga se enmarcan desde abajo con nervaduras horizontales.

La placa de soporte de la cabeza transfiere presión desde la estructura superpuesta a las nervaduras de la cabeza y sirve para sujetar las vigas a las columnas con pernos de montaje que fijan la posición de diseño de las vigas.

Se supone que el espesor de la placa base está estructuralmente entre 20 y 25 mm.

Cuando se fresa el extremo de la columna, la presión de las vigas se transfiere a través de la placa base directamente a las nervaduras de la cabeza. En este caso, el espesor de las costuras que conectan la losa con las nervaduras, así como con las ramas de la columna, se asigna estructuralmente.

Si la viga se une a la columna desde un lado (Fig.), la reacción vertical se transmite a través del nervio de soporte de la viga a una mesa soldada a las alas de la columna. Se unen el extremo de la nervadura de soporte de la viga y el borde superior de la mesa. Se supone que el espesor de la mesa es 20-40 mm mayor que el espesor de la nervadura de soporte de la viga.

Arroz. Apoyar una viga sobre una columna desde un lado

Es recomendable soldar la mesa a la columna por tres lados.

Para que la viga no cuelgue de los pernos y se asiente firmemente sobre la mesa de soporte, las nervaduras de soporte de la viga se unen a la varilla de la columna con pernos, cuyo diámetro debe ser de 3 a 4 mm menor que el diámetro de la agujeros.

Conferencia 13

Granjas. Características generales y clasificación.

Una armadura es un sistema de varillas conectadas entre sí en nodos y que forman una estructura geométricamente inmutable. Las cerchas pueden ser planas (todas las varillas se encuentran en el mismo plano) y espaciales.

Departamento Las cerchas (Fig. a) pueden percibir una carga aplicada sólo en su plano y necesitan ser aseguradas de su plano con conexiones u otros elementos. Las cerchas espaciales (Fig. b, c) forman una viga espacial rígida capaz de absorber cargas que actúan en cualquier dirección. Cada cara de dicha viga es una armadura plana. Un ejemplo de viga espacial es una estructura de torre (Fig. d).

Arroz. Cerchas planas (a) y espaciales (b, c, d)

Los elementos principales de las cerchas son los cinturones que forman el contorno de la cercha y una celosía formada por tirantes y postes (Fig.).

1 - cinturón superior; 2 - cinturón inferior; 3 - tirantes; 4 - estante

Arroz. Elementos de armadura

La distancia entre los nodos del cinturón se llama panel ( d ), distancia entre apoyos - luz ( yo ), la distancia entre los ejes (o bordes exteriores) de las cuerdas es la altura de la armadura ( h f).

Las cuerdas de armadura operan principalmente sobre fuerzas longitudinales y momentos (similares a las cuerdas de vigas sólidas); La celosía absorbe principalmente fuerzas laterales.

Las conexiones de elementos en nodos se realizan conectando directamente un elemento a otro (Fig. a) o utilizando refuerzos nodales (Fig. b) . Para que las varillas del truss trabajen principalmente con fuerzas axiales y se pueda despreciar la influencia de los momentos, los elementos del truss se centran a lo largo de ejes que pasan por los centros de gravedad.

a – cuando los elementos de la red están directamente adyacentes a la correa;

b – al conectar elementos mediante un refuerzo

Arroz. Nodos de armadura

Las armaduras se clasifican según el diagrama estático, el contorno de las cuerdas, el sistema reticular, el método de conexión de elementos en los nodos y la cantidad de fuerza en los elementos. Según el esquema estático. Hay cerchas (Fig.): viga (partida, continua, voladiza), arqueada, de marco y atirantada.

Vigas divididas Los sistemas (Fig. a) se utilizan en cubiertas de edificios y puentes. Son fáciles de fabricar e instalar, no requieren la instalación de unidades de soporte complejas, pero consumen mucho metal. Para luces grandes (más de 40 m), las cerchas divididas resultan sobredimensionadas y deben ensamblarse a partir de elementos separados durante la instalación. Cuando el número de tramos superpuestos es dos o más, utilice continuo granjas (Fig. b). Son más económicos en cuanto a consumo de metal y tienen mayor rigidez, lo que permite reducir su altura. Pero cuando los soportes se asientan, surgen fuerzas adicionales en las granjas continuas, por lo que no se recomienda su uso en cimientos débiles. Además, la instalación de tales estructuras es complicada.

a - viga dividida; 6 - haz continuo; c, e - consola;

g - marco; d - arqueado; g - atirantado; z - combinado :

Arroz. Sistemas de truss

Consola Las cerchas (Fig. c, e) se utilizan para marquesinas, torres y soportes de líneas eléctricas aéreas. Marco Los sistemas (Fig. e) son económicos en términos de consumo de acero, tienen dimensiones más pequeñas, pero son más complejos durante la instalación, su uso es racional para edificios de grandes luces. Solicitud arqueado Los sistemas (Fig. e), aunque ahorran acero, conllevan un aumento del volumen de la habitación y de la superficie de las estructuras de cerramiento, su uso se debe principalmente a exigencias arquitectónicas. EN atirantado En las cerchas (Fig. g) todas las varillas funcionan sólo en tensión y pueden estar hechas de elementos flexibles, como cables de acero. La tensión de todos los elementos de dichas granjas se logra eligiendo el contorno de las cuerdas y la celosía, así como creando un pretensado. Trabajar sólo bajo tensión le permite aprovechar al máximo las propiedades de alta resistencia del acero, ya que se eliminan los problemas de estabilidad. Las cerchas atirantadas son racionales para puentes y forjados de luces largas. También se utilizan sistemas combinados, formados por una viga reforzada desde abajo con sprengel o tirantes, o desde arriba con un arco (Fig. h). Estos sistemas son de fácil fabricación (debido al menor número de elementos) y resultan eficientes tanto en estructuras pesadas como en estructuras con cargas en movimiento. Es muy eficaz utilizar sistemas combinados a la hora de reforzar estructuras, por ejemplo, reforzar una viga si su capacidad de carga es insuficiente, con cercha o puntales.

Dependiendo de contornos de cinturones Las cerchas se dividen en segmentarias, poligonales, trapezoidales, con cinturones paralelos y triangulares (Fig.).

Lo más económico en términos de consumo de acero es una armadura perfilada según un diagrama de momentos. Para un sistema de vigas de un solo tramo con una carga uniformemente distribuida, esto es segmentario armadura con un cinturón parabólico (Fig. a ). Sin embargo, el contorno curvilíneo del cinturón aumenta la complejidad de la fabricación, por lo que este tipo de armaduras prácticamente no se utilizan en la actualidad.

Más aceptable es poligonal esquema (Fig. b) con una fractura del cinturón en cada nodo. Corresponde bastante al contorno parabólico del diagrama de momentos y no requiere la fabricación de elementos curvilíneos. Estas cerchas se utilizan a veces para cubrir grandes luces y en puentes.

a - segmentario; b - poligonal; c - trapezoidal; g - con cinturones paralelos; d, f, g, i - triangular

Arroz. Contornos de cinturones de armadura:

Granjas trapezoidal Los contornos (Fig. c) tienen ventajas de diseño debido principalmente a la simplificación de los nodos. Además, el uso de tales armaduras en el revestimiento permite construir un conjunto de marco rígido, lo que aumenta la rigidez del marco.

Granjas con cinturones paralelos (Fig. d) tienen longitudes iguales de elementos de red, la misma disposición de nodos, la mayor repetibilidad de elementos y piezas y la posibilidad de su unificación, lo que contribuye a la industrialización de su producción.

Granjas triangular los contornos (Fig. e, f, g, i) son racionales para sistemas en voladizo, así como para sistemas de vigas con una carga concentrada en el medio del tramo (cerchas de viga). Con carga distribuida, las cerchas triangulares tienen un mayor consumo de metal. Además, tienen una serie de defectos de diseño. La unidad de soporte afilado es compleja y sólo permite un acoplamiento articulado con las columnas. Los tirantes intermedios resultan ser extremadamente largos y su sección transversal debe seleccionarse para lograr la máxima flexibilidad, lo que provoca un consumo excesivo de metal.

Según el método de conexión de elementos. En los nodos, las granjas se dividen en soldadas y atornilladas. En estructuras fabricadas antes de los años 50 también se utilizaban uniones remachadas. Los principales tipos de cerchas están soldadas. En las unidades de montaje se utilizan, por regla general, conexiones atornilladas con pernos de alta resistencia.

Por magnitud del esfuerzo máximo distinguir convencionalmente entre cerchas ligeras con secciones de elementos hechos de perfiles simples enrollados o doblados (con fuerzas en las varillas norte< 3000 kN) y cerchas pesadas con elementos de sección compuestos (NORTE> 3000kN).

La eficiencia de las cerchas se puede aumentar pretensándolas.

Sistemas de celosía de celosía

Los sistemas de celosía utilizados en armaduras se muestran en la Fig.

a - triangular; b - triangular con rejillas; c, d - diagonal; d - atado; mi - cruz; g - cruz; y - rómbico; k - media diagonal

Arroz. Sistemas de celosía de celosía

La elección del tipo de celosía depende del patrón de aplicación de carga, el contorno de los cordones y los requisitos de diseño. Para garantizar la compacidad de las unidades, es aconsejable tener el ángulo entre los tirantes y la correa en el rango de 30...50 0.

sistema triangular La red (Fig. a) tiene la longitud total más pequeña de elementos y el número más pequeño de nodos. Hay granjas con ascendiendo Y hacia abajo tirantes de soporte.

En lugares donde se aplican cargas concentradas (por ejemplo, en lugares donde se apoyan las correas del techo), se pueden instalar bastidores o colgadores adicionales (Fig. b). Estos bastidores también sirven para reducir la longitud estimada del cinturón. Los bastidores y suspensiones funcionan solo con cargas locales.

La desventaja de una celosía triangular es la presencia de tirantes largos comprimidos, lo que requiere un consumo adicional de acero para garantizar su estabilidad.

EN diagonal en la celosía (Fig. c, d) todos los tirantes tienen fuerzas de un signo y las estanterías tienen otro. Una red diagonal requiere más metal y mano de obra en comparación con una red triangular, ya que la longitud total de los elementos de la red es más larga y hay más nodos en ella. El uso de celosías diagonales es aconsejable para alturas de celosía bajas y grandes cargas nodales.

Shprengelnaya la rejilla (Fig. e) se utiliza para la aplicación fuera del nodo de cargas concentradas al cordón superior, así como cuando es necesario reducir la longitud estimada de la correa. Requiere más mano de obra, pero puede reducir el consumo de acero.

Cruz la celosía (Fig. e) se utiliza cuando hay una carga sobre la armadura tanto en una como en la otra dirección (por ejemplo, carga de viento). En fincas con cinturones hechos de marcas, se puede utilizar cruz una celosía (Fig. g) desde esquinas individuales con tirantes unidos directamente a la pared del tee.

RómbicoY semidiagonal las rejillas (Fig. i, j) gracias a dos sistemas de tirantes tienen una gran rigidez; Estos sistemas se utilizan en puentes, torres, mástiles y conexiones para reducir la longitud de diseño de las varillas.

Tipos de secciones de alma

En términos de consumo de acero para almas comprimidas, la más eficiente es una sección tubular de paredes delgadas (Fig. a). Un tubo redondo tiene la distribución de material más favorable con respecto al centro de gravedad para elementos comprimidos y, con un área de sección transversal igual a otros perfiles, tiene el mayor radio de giro (i ≈ 0,355d), igual en todas las direcciones. , lo que permite obtener una varilla con la menor flexibilidad. El uso de tubos en cerchas permite un ahorro de acero de hasta un 20...25%.

Arroz. Tipos de secciones de elementos de formas ligeras.

La gran ventaja de los tubos redondos es su buena racionalización. Gracias a esto, la presión del viento sobre ellos es menor, lo que es especialmente importante para estructuras altas y abiertas (torres, mástiles, grúas). Las tuberías retienen poca escarcha y humedad, por lo que son más resistentes a la corrosión y fáciles de limpiar y pintar. Todo esto aumenta la durabilidad de las estructuras tubulares. Para evitar la corrosión, se deben sellar las cavidades internas de la tubería.

Las secciones rectangulares dobladas y cerradas (Fig. b) permiten simplificar las uniones de los elementos. Sin embargo, las cerchas hechas de perfiles cerrados curvados con unidades sin chaflán requieren una alta precisión de fabricación y sólo pueden fabricarse en fábricas especializadas.

Hasta hace poco, las cerchas ligeras se diseñaban principalmente desde dos esquinas (Fig. c, d, e, f). Estas secciones tienen una amplia gama de áreas y son convenientes para construir juntas en cartelas y unir estructuras adyacentes a cerchas (correas, paneles para techos, tirantes). Una desventaja importante de esta forma de diseño es; una gran cantidad de elementos con diferentes tamaños estándar, un importante consumo de metal para herrajes y juntas, una gran intensidad de mano de obra en la fabricación y la presencia de espacios entre las esquinas, lo que favorece la corrosión. Las varillas con una sección transversal de dos ángulos formadas por una T no son efectivas cuando se trabaja en compresión.

Con una fuerza relativamente pequeña, se pueden fabricar almas desde ángulos simples (Fig. g). Esta sección es más fácil de fabricar, especialmente con unidades sin forma, ya que tiene menos piezas de montaje y no tiene huecos cerrados para limpieza y pintura.

El uso de barras en T para correas tipo armadura (Fig. i) permite simplificar significativamente los nudos. En tal granja, las esquinas de los tirantes y bastidores se pueden soldar directamente a la pared de la T sin refuerzos. Esto reduce a la mitad el número de piezas de montaje y reduce la intensidad de mano de obra de fabricación:

Si la correa de celosía funciona, además de la fuerza axial, también en flexión (con transferencia de carga extranodal), una sección de una viga en I o dos canales es racional (Fig. j, l).

Muy a menudo, las secciones transversales de elementos de celosía se toman de diferentes tipos perfiles: correas hechas de vigas en I, una celosía hecha de perfiles curvos cerrados, o correas hechas de barras en T, una celosía hecha de esquinas pareadas o individuales. Esta solución combinada resulta más racional.

Los elementos de celosía comprimidos deben diseñarse para que sean igualmente estables en dos direcciones mutuamente perpendiculares. Con las mismas longitudes de diseño. yo x = yo Esta condición se cumple con secciones de tubos redondos y perfiles cuadrados cerrados y curvados.

En armazones hechos de ángulos pares, radios de inercia similares (i x ≈ i y) tienen ángulos desiguales colocados juntos en estantes grandes (Fig. d). Si la longitud estimada en el plano de la cercha es dos veces menor que desde el plano (por ejemplo, en presencia de una cercha), una sección de ángulos desiguales unidos por pequeñas pestañas (Fig. e) es racional, ya que en este caso i y ≈ 2i x.

Las varillas de las cerchas pesadas se diferencian de las ligeras por tener secciones más potentes y desarrolladas, compuestas por varios elementos (Fig.).

Arroz. Tipos de secciones de elementos de celosía pesados.

Determinación de la longitud de diseño de las barras de celosía

La capacidad de carga de los elementos comprimidos depende de su longitud de diseño:

yo ef = µ× yo, (1)

Dónde ts- coeficiente de reducción de longitud, según el método de fijación de los extremos de la varilla;

yo- longitud geométrica de la varilla (la distancia entre los centros de nodos o puntos de sujeción contra el desplazamiento).

No sabemos de antemano en qué dirección se doblará la varilla al perder estabilidad: en el plano de la armadura o en la dirección perpendicular. Por tanto, para elementos comprimidos es necesario conocer las longitudes de diseño y comprobar la estabilidad en ambas direcciones. Las varillas estiradas flexibles pueden hundirse por su propio peso, se dañan fácilmente durante el transporte y la instalación y, bajo cargas dinámicas, pueden vibrar, por lo que su flexibilidad es limitada. Para comprobar la flexibilidad, es necesario conocer la longitud calculada de las varillas estiradas.

Por ejemplo armadura de techo edificio industrial con una linterna (Fig.) consideraremos métodos para determinar las longitudes estimadas. Entre los nodos puede producirse una posible curvatura de las cuerdas de la armadura durante la pérdida de estabilidad en su plano (Fig. a).

Por tanto, la longitud calculada de la cuerda en el plano de la armadura es igual a la distancia entre los centros de los nodos (μ = 1). La forma de pandeo desde el plano de la armadura depende de los puntos en los que se asegura la correa contra el desplazamiento. Si se colocan paneles rígidos de metal u hormigón armado a lo largo de la cuerda superior, se sueldan o atornillan al cinturón, entonces el ancho de estos paneles (generalmente igual a la distancia entre los nodos) determina la longitud estimada del cinturón. Si como cubierta del tejado se utiliza una tarima perfilada fijada directamente a la cinta, la cinta queda asegurada contra pérdida de estabilidad en toda su longitud. Al techar a lo largo de correas, la longitud estimada de la cuerda desde el plano de la armadura es igual a la distancia entre las correas, aseguradas contra el desplazamiento en el plano horizontal. Si las correas no están aseguradas con tirantes, entonces no pueden impedir que la cuerda de la armadura se mueva y la longitud estimada de la cuerda será igual a toda la luz de la armadura. Para que las correas sujeten la correa, es necesario instalar conexiones horizontales (Fig. b) y conectar las correas a ellas. Se deben colocar espaciadores en la zona del revestimiento debajo de la linterna.

A - deformación de la cuerda superior durante la pérdida de estabilidad en el plano de la armadura; antes de Cristo - lo mismo, desde el plano de la armadura; d - deformación de la red

Arroz. Para determinar las longitudes de diseño de elementos de armadura.

Por tanto, la longitud calculada de la cuerda desde el plano de la armadura es generalmente igual a la distancia entre los puntos asegurados contra el desplazamiento. Los elementos que sujetan el cinturón pueden ser paneles de tejado, correas, conexiones y puntales. Durante el proceso de instalación, cuando los elementos del techo aún no se han instalado para asegurar la armadura, se pueden usar ataduras temporales o espaciadores desde su plano.

Al determinar la longitud de cálculo de los elementos de la red, se puede tener en cuenta la rigidez de los nodos. Cuando se pierde la estabilidad, el elemento comprimido tiende a girar el nodo (Fig.d). Las varillas adyacentes a este nodo resisten la flexión. La mayor resistencia a la rotación del nodo la proporcionan las varillas estiradas, ya que su deformación por flexión conduce a una reducción en la distancia entre los nodos, mientras que debido a la fuerza principal esta distancia debería aumentar. Las varillas comprimidas resisten débilmente la flexión, ya que las deformaciones por rotación y fuerza axial se dirigen en una dirección y, además, ellas mismas pueden perder estabilidad. Por lo tanto, cuanto más estiradas estén las varillas adyacentes al nodo y más poderosas serán, es decir, cuanto mayor sea su rigidez lineal, mayor será el grado de pinzamiento de la varilla en cuestión y menor será su longitud de diseño. Se puede despreciar el efecto de las varillas comprimidas sobre el pellizco.

La correa comprimida queda débilmente apretada en los nudos, ya que la rigidez lineal de los elementos de red de tracción adyacentes al nudo es baja. Por lo tanto, al determinar la longitud estimada de las correas, no tuvimos en cuenta la rigidez de los nodos. Lo mismo se aplica a los soportes y bastidores. Para ellos, las longitudes de diseño, como para los cinturones, son iguales a la longitud geométrica, es decir la distancia entre los centros de los nodos.

Para otros elementos de la red, se adopta el siguiente esquema. En los nodos de la cuerda superior, la mayoría de los elementos están comprimidos y el grado de pellizco es pequeño. Estos nodos pueden considerarse articulados. En los nodos de la cuerda inferior, la mayoría de los elementos que convergen en el nodo están estirados. Estos nodos están sujetos elásticamente.

El grado de pellizco depende no sólo del signo de las fuerzas de las varillas adyacentes al elemento comprimido, sino también del diseño de la unidad. Si hay un refuerzo que aprieta el nudo, el pellizco es mayor, por lo que, según las normas, en cerchas con refuerzos de nudos (por ejemplo, desde ángulos pareados), la longitud estimada en el plano de la armadura es 0,8× yo, y en granjas con elementos contiguos de un extremo a otro, sin refuerzos nodales - 0,9× yo .

En caso de pérdida de estabilidad desde el plano de la celosía, el grado de pellizco depende de la rigidez torsional de las cuerdas. Los refuerzos son flexibles desde su plano y pueden considerarse bisagras de chapa. Por lo tanto, en cerchas con nodos sobre cartelas, la longitud estimada de los elementos de la red es igual a la distancia entre los nodos. yo 1 . En cerchas con cordones fabricados con perfiles cerrados (tubos redondos o rectangulares) con alta rigidez torsional, el coeficiente de reducción de la longitud de diseño se puede tomar igual a 0,9.

La tabla muestra las longitudes de elementos calculadas para los casos más habituales de cerchas planas.

Tabla - Longitudes de diseño de elementos de celosía

Nota. yo-longitud geométrica del elemento (distancia entre los centros de los nodos); yo 1 - la distancia entre los centros de los nodos asegurados contra el desplazamiento del plano de la cercha (cordones de cercha, tirantes, losas de revestimiento, etc.).

Selección de secciones para elementos comprimidos y de tracción.

Selección de sección transversal de elementos comprimidos.

La selección de secciones de elementos de celosía comprimidos comienza determinando el área requerida a partir de las condiciones de estabilidad.

, (2)

.

1) Se puede suponer provisionalmente que para los cinturones de armaduras ligeras l = 60 - 90 y para la celosía l = 100 - 120. Mayores valores de flexibilidad se obtienen con menor esfuerzo.

2) En función del área requerida, se selecciona un perfil adecuado del surtido y se determinan sus características geométricas reales A, i x, i y.

3) Encuentre l x = l x /i x y l y = yo y /i y , Para mayor flexibilidad, se especifica el coeficiente j.

4) Haga una verificación de estabilidad usando la fórmula (2).

Si la flexibilidad de la varilla se configuró incorrectamente anteriormente y la prueba mostró un sobreesfuerzo o un subesfuerzo significativo (más del 5-10%), entonces se ajusta la sección, tomando un valor intermedio entre el valor de flexibilidad preestablecido y real. Generalmente el segundo enfoque logra su objetivo.

Nota. La estabilidad local de elementos comprimidos fabricados a partir de perfiles laminados se puede considerar asegurada, ya que las condiciones de rodadura determinan que el espesor de las alas y paredes de los perfiles sea mayor que el requerido por las condiciones de estabilidad.

A la hora de elegir el tipo de perfiles hay que recordar que una sección racional es aquella que tiene la misma flexibilidad tanto en el plano como desde el plano de la granja (el principio de igual estabilidad), por lo que, a la hora de asignar perfiles, es necesario Preste atención a la relación de las longitudes efectivas. Por ejemplo, si diseñamos una granja a partir de ángulos y las longitudes calculadas del elemento en el plano y desde el plano son las mismas, entonces es racional elegir ángulos desiguales y colocarlos juntos en estantes grandes, ya que en este caso i x ≈ i y, y cuando yo x = yo y λ x ≈ λ y . Si la longitud estimada está fuera del plano yo y es el doble de la longitud de diseño en el plano yo x (por ejemplo, la cuerda superior en el área debajo de la linterna), entonces una sección más racional sería una sección de dos ángulos desiguales colocados juntos con pequeños estantes, ya que en este caso i x ≈ 0,5×i y y en yo x=0,5× yo y λ x ≈ λ y . Para elementos de red en yo x=0,8× yo y lo más racional sería una sección de ángulos iguales. Para cordones de truss, es mejor diseñar una sección de ángulos desiguales colocados entre sí con pestañas más pequeñas para proporcionar mayor rigidez desde el plano al levantar la truss.

Selección de la sección de elementos tensores.

El área de la sección transversal requerida del alma estirada está determinada por la fórmula

. (3)

Luego, según el surtido, se selecciona el perfil con el área más grande más cercana. En este caso, no es necesario comprobar la sección aceptada.

Selección de secciones transversales de varilla para máxima flexibilidad

Los elementos de celosía generalmente deben diseñarse a partir de barras rígidas. La rigidez es especialmente importante para elementos comprimidos, cuyo estado límite está determinado por la pérdida de estabilidad. Por lo tanto, para elementos de celosía comprimidos, SNiP establece requisitos de máxima flexibilidad que son más estrictos que en los documentos reglamentarios extranjeros. La flexibilidad máxima para elementos comprimidos de cerchas y conexiones depende del propósito de la varilla y del grado de carga: , donde N - fuerza de diseño, j×R y ×g c - capacidad de carga.

Las barras tensoras tampoco deben ser demasiado flexibles, especialmente cuando se someten a cargas dinámicas. Bajo cargas estáticas, la flexibilidad de los elementos de tracción está limitada únicamente en el plano vertical. Si los miembros en tensión están pretensados, su flexibilidad no está limitada.

Varios almas ligeras tienen fuerzas bajas y, por lo tanto, tensiones bajas. Las secciones transversales de estas varillas se seleccionan para lograr la máxima flexibilidad. Estas varillas suelen incluir postes adicionales en una celosía triangular, tirantes en los paneles centrales de las cerchas, elementos de refuerzo, etc.

Conociendo la longitud estimada de la varilla. yo ef y el valor de la flexibilidad última l pr, determinamos el radio de giro requerido i tr = yo ef/l tr. En base a ello, en el surtido seleccionamos la sección que tiene menor superficie.

Características del diseño de cerchas de tubos redondos. El diseño de una celosía debe comenzar dibujando las líneas axiales de los elementos que convergen en los nodos. Las varillas están centradas según los ejes geométricos de los tubos. Si hay una desalineación de las varillas en los nodos, es necesario tener en cuenta momentos nodales adicionales al calcular la armadura. Si la capacidad de carga del tubo de la correa no se utiliza por completo, se permite una excentricidad de no más de 1/4 del diámetro del tubo de la correa.

Para conexiones sin forma en nodos, se recomienda que el espesor de paredes delgadas de las correas de la condición de estabilidad local no tome más que los valores indicados en la tabla. 7, el espesor de las paredes de los elementos adyacentes es el máximo posible, pero tampoco supera los valores indicados en la tabla. 7.

Tabla 7

Delgadez de los elementos de celosía de tubos redondos.

Nota: 1) indicado en la tabla. 7, los valores de δ para correas son indicativos y no excluyen la necesidad de comprobar la resistencia de los nodos; 2) para elementos adyacentes comprimidos a los indicados en la tabla. 7 valores δ d no es necesario comprobar la estabilidad local de sus muros.

CÁLCULO Y CONSTRUCCIÓN DE UNIDADES DE TRUSS

La conexión de varillas tubulares en conjuntos de celosías debe garantizar la resistencia del conjunto y la estanqueidad de los extremos de las tuberías para evitar la corrosión desde el interior de los elementos huecos.

En las cerchas tubulares, las más racionales son las unidades no perfiladas con conexión directa de las varillas de la celosía a los cordones. Al realizar cortes de extremos moldeados utilizando máquinas especiales, estas unidades proporcionan una conexión de alta calidad con un consumo mínimo de mano de obra y material. Si no hay máquinas para procesar los extremos de las tuberías, las unidades de armadura tubular se fabrican aplanando los extremos de las varillas de celosía y, en casos excepcionales, sobre refuerzos o utilizando inserciones cilíndricas y semicirculares. El aplanamiento de los extremos sólo está permitido en tuberías de acero con bajo contenido de carbono u otro acero dúctil.

Las soluciones de diseño típicas para cerchas hechas de tubos redondos se muestran en la Fig. 5.

En la serie estándar, las cerchas hechas de tubos redondos utilizan juntas sin forma para conectar elementos de celosía con cordones. Se recomienda que la conexión de los tirantes a los cordones se realice con corte de los bordes, y la soldadura en las uniones nodales de las tuberías se realice con la penetración de la pared de la tubería adyacente en todo su espesor. Se recomienda realizar uniones soldadas en fábrica de elementos de celosía mediante soldadura semiautomática, durante la instalación se permite la soldadura manual. Los materiales para soldar se seleccionan según.

El cálculo de una conexión nodal con una conexión directa de las varillas de la red a las cuerdas (ver Fig. 5, a) es un problema teóricamente complejo relacionado con el campo del cálculo de capas cilíndricas que se cruzan. Las tensiones a lo largo de la soldadura que conecta el tubo de rejilla a la correa se distribuyen de manera desigual y dependen de la relación de los diámetros de los tubos que se conectan, el espesor de la pared y las características de resistencia del material del tubo de la correa, el ángulo en el que las tuberías se encuentran, etc. Dado que el centro de gravedad de una soldadura generalmente no coincide con el eje de aplicación de la fuerza, se recomienda verificar por separado la capacidad de carga de las secciones de soldadura que se encuentran en diferentes lados del eje, suponiendo que se transfiere la mitad de la fuerza axial. a cada sección. La forma de la soldadura sin achaflanar se obtiene variable a lo largo de la línea de conexión de la tubería: cuando esquina filosa Al unir, la costura se acerca a la costura de la esquina y cuando está desafilada, se acerca a la costura a tope.

En tuberías sin preparación de bordes, el tramo de soldadura en ángulo obtuso se puede considerar como soldadura a tope y el resto como soldadura de esquina. En este caso, se puede comprobar como reserva la resistencia de la costura que une la varilla de la rejilla tubular.

capacidad de carga según la fórmula (cálculo para el metal de soldadura):

s = £ 0,85 Rwfγ wfγ C,

donde 0,85 es el coeficiente de condición operativa de la soldadura, teniendo en cuenta la distribución desigual de la tensión a lo largo de la costura; l w– longitud de la costura,

l w = .

Los valores del coeficiente ξ dependen de la relación de diámetros de tubería:

d/ D	0,2	0,5	0,6	0,7	0,75	0,8	0,85	0,9	0,95	1,0
ξ	1,0	1,01	1,02	1,03	1,04	1,05	1,06	1,08	1,12	1,22

Se realiza un cálculo similar para el límite de fusión del metal (β z , Rwz, γ wz).

Cuando las varillas de celosía están directamente adyacentes a las correas con procesamiento de bordes (con biselado con un ángulo de inclinación variable), las costuras de conexión en la mayor parte de la longitud pueden considerarse costuras a tope. La resistencia de la soldadura en este caso se verifica mediante la fórmula

s = £ 0,85 R wуγ C ,

Dónde A– área de la sección transversal de la tubería adjunta; R wу– resistencia de cálculo a la tracción de una soldadura a tope ( R wу = 0,85 ry) o compresión ( R wу = ry).

Se acepta un coeficiente de 0,85 para uniones a tope (uniones en T) con un ángulo de apertura de soldadura superior a 30º sin soldar la raíz de la soldadura.

Si las varillas de celosía tubular se cruzan en los nodos, es aconsejable soldar el tirante estirado al cinturón a lo largo de todo el contorno del tramo, y cortar parcialmente el tirante o soporte comprimido y soldarlo al estirado.

Más precisamente, la unión nodal de tuberías sin forma se puede calcular utilizando el método propuesto en. En el apéndice se presenta un ejemplo de cálculo utilizando este método. 2.

La resistencia de la pared de la tubería de correa en los lugares donde se unen los elementos de la celosía y el soporte de otros elementos debe verificarse para detectar flexión local de acuerdo con las recomendaciones. Si el espesor del cinturón es insuficiente, se puede reforzar con una capa superpuesta. Los revestimientos se cortan de un tubo del mismo diámetro que la correa, o se doblan de una lámina con un espesor de al menos uno y no más de dos espesores de la pared del tubo de la correa.

Es racional conectar tuberías del mismo diámetro de un extremo a otro en el anillo de soporte restante (Fig. 6). El cálculo de dicha conexión en tracción y compresión se realiza según la fórmula

σ = £ R wу γ wс ,

Dónde Dср – diámetro medio de una tubería con un espesor de pared menor; t– más pequeño

espesor de pared de las tuberías conectadas; γ wс– coeficiente de condiciones de funcionamiento de una junta soldada a tope: cuando se suelda sobre un anillo de soporte γ wс= 1, sin él γ wс = 0,75.

La junta a tope tiene la misma resistencia que el metal base con una resistencia de diseño del metal depositado no menor que la resistencia de diseño del material de la tubería para aceros que no se ablandan durante la soldadura. Con una menor resistencia de diseño del metal depositado, la unión a tope en el anillo de respaldo se puede realizar con una soldadura oblicua.

Si es imposible garantizar una precisión suficiente en el ajuste de las tuberías para el acoplamiento a tope y una resistencia igual de la soldadura, las uniones a tope de tuberías de diámetros iguales se realizan utilizando superposiciones de anillos emparejados, doblados de una hoja o cortados de una tubería del mismo diámetro o ligeramente mayor. . Se recomienda tomar el espesor de las superposiciones y la costura de soldadura un 20% mayor que el espesor de las tuberías a unir. La longitud de la costura de soldadura para superposiciones con recortes figurados está determinada aproximadamente por la fórmula

l w» 2 norte ,

Dónde norte– número de pétalos alrededor del perímetro de la tubería; A– tamaño del pétalo (profundidad del corte figurado a lo largo del eje de la tubería).

Las juntas a tope de tuberías de diferentes diámetros que operan a compresión, así como las juntas en los lugares donde se fractura el eje de la correa, se pueden realizar mediante juntas de extremo o conexiones de brida.

En uniones soldadas de elementos tubulares, se recomienda tomar el espesor de diseño de la costura igual al menor espesor de pared de las tuberías a conectar. Valor mínimo de pierna de costura. kf min está determinado por , el valor máximo es kf máx = 1,2 t norte, donde t n – el espesor de pared más pequeño de las tuberías conectadas.

Para soportar paneles o vigas en la cuerda superior de la granja, se proporcionan mesas especiales hechas de tubos redondos (Fig. 8, 9 Apéndice 2).

Unidades de soporte de armadura. El diseño de las unidades de soporte de las celosías depende del tipo de soportes (columnas metálicas o de hormigón armado, paredes de ladrillo etc.) y el método de conexión de cerchas con columnas (rígidas o articuladas).

Con conexión articulada la más sencilla es la unidad de apoyo de la granja a la columna desde arriba mediante un bastidor adicional (supracolumna). El poste de soporte, dependiendo de la magnitud de las fuerzas que actúan sobre él, se puede diseñar a partir de una viga en I enrollada o soldada (ver Fig. 7, a) o de un trozo de tubería (ver Fig. 7, b).

En diseños típicos, las cuerdas inferiores de las armaduras están conectadas a la viga en I de soporte con pernos de precisión normal. Los cordones superiores de las cerchas se fijan al cartela supracolumna con pernos de precisión normal. La movilidad de este soporte está garantizada por el óvalo.

agujeros en los refuerzos del poste de soporte.

Presión de soporte de armadura FR transferido desde el ala de soporte de la armadura a través de superficies cepilladas o fresadas hasta la placa de soporte de la columna. Para un soporte claro, la brida de soporte debe sobresalir de 10 a 20 mm por debajo del refuerzo del conjunto de soporte. El área del extremo de la brida se determina a partir de la condición de colapso.

A tr³,

Dónde Rp– resistencia de cálculo del acero al aplastamiento de la superficie terminal.

Con emparejamiento duro la armadura está adyacente a la columna en el costado (Fig. 11, Apéndice 2) y está instalada sobre la mesa de soporte, y las fuerzas del momento de soporte son absorbidas por una conexión de brida atornillada.

En el proyecto del curso, para calcular los nodos de soporte, las fuerzas de diseño se seleccionan de la tabla de combinaciones de cargas principales para la sección 1-1. norte 1-1,. El momento se descompone en un par de fuerzas horizontales. norte = / h f op, que se perciben por los puntos de unión de los cordones inferior y superior de la armadura.

Nodo de soporte inferior. Presión de soporte de armadura FR = norte 1-1 se transfiere desde la brida de soporte de la armadura a través de superficies cepilladas o fresadas hasta la mesa de soporte. La brida de soporte debe sobresalir entre 10 y 20 mm por debajo del refuerzo del conjunto de soporte. La mesa de apoyo es de chapa. t= 30…40 mm. Teniendo en cuenta la posible excentricidad de la transferencia de carga, que surge debido al flojo apoyo de la brida y su inclinación en su plano, las soldaduras de las esquinas de la fijación de la mesa están diseñadas para una fuerza de 1,2 FR. La altura de la mesa se determina a partir de la condición de resistencia al corte de la soldadura.

h punto = .

El ala de soporte se fija al ala de la columna con pernos de precisión toscos o normales, que se colocan en orificios 3...4 mm más grandes que los diámetros de los pernos, de modo que no puedan absorber la reacción de soporte de la armadura si el ala se no está firmemente apoyado en la mesa de soporte. Para edificios construidos en áreas con una temperatura exterior de diseño superior a – 40 ºС, se deben utilizar pernos de las clases 4.6, 4.8, 5.6, 5.8, 6.6 y 8.8 de acuerdo con GOST 15589–70*, GOST 15591–70*, GOST 7798–70 *, GOST 7796–70*.

En la mayoría de los casos, el momento de apoyo tiene un signo menos, es decir dirigido en sentido antihorario. En este caso la fuerza horizontal norte presiona la brida del conjunto de cordón inferior contra la columna y los pernos en el conjunto se colocan estructuralmente (generalmente 6...8 pernos con un diámetro de 20 o 24 mm). Los pernos en la conexión se instalan de acuerdo con.

Si surgen un momento y una fuerza positivos en el nodo de apoyo norte arranca el ala de la columna, luego los pernos que sujetan el ala del cordón inferior a la columna funcionan en tensión y se debe verificar su resistencia teniendo en cuenta la aplicación excéntrica de fuerza (ver ejemplo 4 del Apéndice 2).

Las costuras que unen el cordón inferior de la armadura a la brida de soporte funcionan en condiciones difíciles, porque percibir la reacción de apoyo de la armadura FR y, por regla general, una fuerza aplicada excéntricamente norte. Bajo presión de referencia FR las costuras se cortan a lo largo de la costura y surgen tensiones en ellas

τ F = .

Un esfuerzo norte conduce a un corte de la costura en la dirección perpendicular al eje de la costura y a la aparición de tensiones

τ norte = .

Dado que el centro de la costura puede no coincidir con el eje de la cuerda inferior, la costura está sujeta a un momento METRO = norte · mi, Dónde mi– excentricidad de la aplicación de fuerza norte. Bajo la influencia del momento, la costura también se corta perpendicular al eje de la costura y surgen tensiones en ella.

τ METRO = .

La resistencia de la costura que une el ala al refuerzo se verifica en el punto más tensionado frente al efecto de las tensiones resultantes.

τ = 0,85€ Rwfγ wf γ Con .

Unidad de soporte superior. Con signo negativo del momento de apoyo, la fuerza horizontal norte en el punto de unión del cordón superior, tiende a arrancar el ala de la columna y hace que se doble. Las tensiones en la brida están determinadas por la fórmula

σ = £ ryγ Con ,

Dónde yo Y t– longitud y espesor de la brida, respectivamente.

Es aconsejable diseñar la unidad de soporte superior de modo que la fuerza norte pasa por el centro de la brida. En este caso, la fuerza de tracción en todos los pernos será la misma y el número requerido de pernos se puede determinar mediante la fórmula

Dónde [ SUST.] – capacidad de carga a tracción del perno, [ SUST.] = R bt A bn; Rbt– resistencia de cálculo a la tracción del perno; un millón– área transversal neta del perno.

La costura de fijación del cordón superior a la brida funciona a cortante y su resistencia se comprueba según la fórmula.

τ = £0,85 Rwfγ wf γ Con .

Si la fuerza horizontal norte no pasa por el centro de la brida, entonces las costuras y los pernos se calculan teniendo en cuenta la excentricidad.

Si ocurre un momento positivo en el nodo de soporte, entonces la fuerza norte en la unidad de fijación de cuerda superior, la brida se presiona contra la columna y los pernos en la unidad se colocan estructuralmente (generalmente 4...6 pernos).

Si se garantiza la flexibilidad de la unidad de soporte superior, la conexión articulada de la armadura con la columna también se puede realizar cuando se apoya lateralmente.

Uniones agrandadas de cerchas. La solución para unidades de truss agrandadas cuando se entregan desde elementos emisores individuales se muestra en la Fig. 10, y también en . Las soluciones presentadas aseguran el montaje de una estructura a partir de dos medias cerchas simétricas intercambiables.

Se recomienda diseñar conexiones ampliadas para cerchas hechas de tubos redondos en un conjunto de cumbrera como bridas utilizando una junta de centrado. Las juntas de instalación de los cordones inferiores de las cerchas que trabajan en tensión están diseñadas para bridarse con pernos de alta resistencia, las juntas de instalación de los cordones superiores comprimidos están diseñadas con pernos comunes. Los pernos de alta resistencia para las uniones de montaje de los cordones inferiores se aceptan de acuerdo con GOST 22353-77*, GOST 22356–77* de acero 40X “select”.

En el apéndice se proporciona un ejemplo de cálculo de las unidades ampliadas de las cuerdas superior e inferior. 2.

DESARROLLO DE DIBUJOS DE TRABAJO

Los dibujos de trabajo de la granja calculada se llevan a cabo en la etapa KMD (estructuras metálicas). En el proyecto del curso, la parte gráfica se realiza en una hoja A1 (hoja N° 2 del proyecto) y contiene:

1. Cálculo-diagrama geométrico de la cercha, en el que se indica la referencia a los ejes de la edificación, las dimensiones de los elementos de la cercha y las fuerzas de diseño (en kN) en las varillas del elemento emisor. La escala recomendada es 1:100.

2. Imagen del elemento inicial de la armadura (izquierda), vistas superior e inferior, secciones. Escalas recomendadas: diagrama de línea central - escalas 1:20, 1:25, 1:30, 1:50, dimensiones transversales de los elementos - escalas 1:10, 1:15.

3. Nodos y conexiones: nodos de montaje de los cordones superior e inferior del conjunto, nodos de soporte de la cercha sobre la columna (en el proyecto del curso, los nodos de soporte se pueden dar en la hoja N° 1). Escalas recomendadas 1:10, 1:15.

4. Especificación del elemento emisor del truss.

5. Notas sobre el plano, incluyendo instrucciones sobre métodos de soldadura, materiales de soldadura, dimensiones predominantes de soldaduras, pernos, agujeros, etc., que no estén incluidos en el plano.

REQUISITOS PARA FABRICACIÓN E INSTALACIÓN

Armaduras de vigas

La fabricación e instalación de cerchas para techos debe realizarse de acuerdo con los requisitos de SNiP III–18–75 “Estructuras metálicas. Reglas para la producción y aceptación del trabajo”, SNiP 3.03.03–87 “Estructuras portantes y de cerramiento”.

Al diseñar y fabricar armaduras de tuberías, se debe prestar especial atención a la elección del acero para la fabricación de bridas. Este acero debe suministrarse en estado tratado térmicamente (normalización o templado y revenido) y sometido a una prueba de tracción estática en la planta de fabricación de estructuras de acero sobre muestras cortadas de láminas en dirección transversal al producto laminado. El material de la brida o las bridas terminadas (antes de soldarlas a las bridas de celosía o después de soldarlas) deben someterse a pruebas de detección de fallas ultrasónicas para detectar la presencia de delaminaciones internas, inclusiones de escoria gruesa, etc.

La protección de las armaduras de acero contra la corrosión debe llevarse a cabo de acuerdo con los requisitos de SNiP 2.03.11–85 “Protección de estructuras de edificios contra la corrosión” y SNiP 3.04.03–85 “Protección de estructuras de edificios y estructuras contra la corrosión”.

Desviaciones permitidas durante la instalación de granjas.

(regulado por SNiP III-18-75):

Desviación de las marcas de los nodos de soporte de las cerchas………………………….… ±20 mm

Flecha de deflexión (curvatura) entre los puntos de sujeción de las secciones de la correa comprimida desde el plano …………………………….. 1/750 del valor del fijo-

área, pero no más

Desviación de las distancias entre los ejes de las cerchas a lo largo del cordón superior... ±15 mm

BIBLIOGRAFÍA

1. SNIP 2.01.07-85*. Cargas e impactos / Gosstroy de Rusia. – M.: Empresa Unitaria Estatal TsPP, 2003. – 44 p.

2. SNIP II-23-81*. Estructuras de acero / Gosstroy de Rusia. – M.: Empresa Unitaria Estatal TsPP, 2000. – 96 p.

3. Serie 1.460.3 –17.1KM. Estructuras de techo de acero de naves industriales de un piso mediante cerchas con correas de tubería.

4. Davydov E.Yu. Cálculo y diseño de estructuras de varillas utilizando tubos redondos y rectangulares: Libro de texto. prestación. – Minsk, 1983. – 120 p.

5. Kuzin N.Ya. Diseño y cálculo de cerchas metálicas que recubren naves industriales: Libro de texto. prestación. – M.: Editorial ASV, 1998. – 184 p.

6. Mandrikov A.P. Ejemplos de cálculo de estructuras metálicas: Libro de texto. Manual para escuelas técnicas. 2ª ed., revisada. y adicional – M.: Stroyizdat, 1991. – 431 p.

7. Estructuras metálicas. Curso general: Libro de texto para universidades / Bajo general. ed. E. I. Belenya. 6ª ed., revisada. y adicional – M.: Stroyizdat, 1986. – 560 p.

8. Estructuras metálicas: En 3 volúmenes Vol. 1. Elementos de estructuras de acero: Libro de texto. subsidio para constructores. universidades / Ed. V.V.Goreva. – M.: Escuela superior, 1997. – 527 p.

9. Estructuras metálicas: En 3 volúmenes T. 2. Estructuras de construcción: Libro de texto. subsidio para constructores. universidades / Ed. V.V.Goreva. – M.: Escuela superior, 1999. – 528 p.

10. Murashko N.N., Sobolev Yu.V. Estructuras metálicas de naves industriales agrícolas. – Minsk: Escuela Superior, 1987. – 278 p.

11. Manual sobre el diseño de estructuras de acero (según SNiP II-23-81*. Estructuras de acero) / Instituto Central de Investigación Kucherenko del Comité Estatal de Construcción de la URSS. – M., 1989. – 148 p.

12. Manual sobre el diseño de estructuras de acero a partir de tubos redondos / Instituto Central de Investigación de Construcción y Construcción Kucherenko del Comité Estatal de Construcción de la URSS. – Moscú: 1983. – 69 p.

13. Diseño de estructura metálica para nave industrial de una planta. Parte 1. Colección de cargas / Compilado por: I.I. Zueva, B.I. Desyatov; Estado permanente Universidad Tecnica – Perm, 1998. – 47 p.

14. Cálculo de estructuras de acero: Referencia. subsidio / Ya.M. Likhtarnikov, D.V. Ladyzhensky, V.M. Klykov. 2ª ed., revisada. y adicional – Kiev: Budivelnik, 1984. – 368 p.

16. Directrices para el diseño, fabricación e instalación de conexiones de bridas de estructuras de construcción de acero / VNIIPNPromstalkonstruktsiya. – M., 1988. – 48 p.

ANEXO 1

Tabla 8

Gama limitada de soldados eléctricos.

tubos de costura recta según GOST 10704 – 91

Dimensiones, mm	Área de sección transversal, cm 2	Radio de giro, cm	Peso de 1 m de tubería, kg
D	t
63,5	3,5 3,8	6,6 7,1	2,1 2,1	5,2 5,6
	3,5 3,8 4,0	7,3 7,9 8,3	2,4 2,4 2,3	5,7 6,2 6,5
	4,0 4,5 5,0 5,5	9,0 10,1 11,1 12,2	2,6 2,5 2,5 2,3	7,1 7,9 8,8 9,6
	3,5 4,0 4,5 5,0	8,74 9,92 11,1 12,3	2,82 2,8 2,78 2,76	6,86 7,79 8,71 9,62
	3,5 4,0 4,5 5,0	9,4 10,7 11,9 13,2	3,03 3,01 2,99 2,97	7,38 8,38 9,38 10,36
	3,5 4,0 4,5 5,0	10,8 12,3 13,8 15,2	3,49 3,47 3,46 3,44	8,5 9,67 10,82 11,96
	4,0 4,5 5,0 5,5	13,1 14,6 16,2 17,7	3,7 3,7 3,7 3,6	10,3 11,5 12,7 13,9

Continuación de la mesa. 8

Dimensiones, mm	Área de sección transversal, cm 2	Radio de giro, cm	Peso de 1 m de tubería, kg
D	t
	3,5 4,0 4,5 5,0	12,2 13,8 15,5 17,1	3,91 3,89 3,88 3,86	9,54 10,85 12,15 13,44
	4,0 4,5 5,0 5,5	15,5 17,3 19,2	4,35 4,34 4,32 4,3	12,13 13,59 15,04 16,48
	4,5 5,0 5,5	18,2 20,1	4,6 4,5 4,5	14,3 15,8 17,3
	4,0 4,5 5,0 5,5	17,1 19,2 21,2 23,2	4,82 4,8 4,78 4,76	13,42 15,04 16,65 18,24
	4,0 4,5 5,0 5,5	18,6 20,8 23,1 25,3	5,24 5,22 5,2 5,19	14,6 16,37 18,13 19,87
	4,0 4,5 5,0 6,0	19,5 21,8 24,2 28,8	5,48 5,47 5,45 5,42	15,29 17,15 18,99 22,64
	4,5 5,0 6,0 7,0	23,1 25,6 30,5 35,4	5,78 5,77 5,74 5,7	18,14 20,1 23,97 27,79
	4,0 5,0 6,0 7,0	31,1 37,1 43,1	7,04 7,01 6,97 6,94	19,63 24,41 29,14 33,83

Fin de la mesa. 8

Dimensiones, mm	Área de sección transversal, cm 2	Radio de giro, cm	Peso de 1 m de tubería, kg
D	t
	4,5 5,0 5,5 6,0 7,0 8,0	30,3 33,6 36,9 40,2 46,6	7,59 7,57 7,55 7,54 7,51 7,47	23,8 26,39 28,96 31,52 36,6 41,63
	5,0 5,5 6,0 7,0 8,0	42,1 46,2 50,3 58,5 66,6	9,48 9,46 9,45 9,42 9,38	33,04 36,28 39,51 45,92 52,82
	5,0 6,0 7,0 8,0	50,3 60,1 69,9 79,6	11,3 11,3 11,2 11,2	39,46 47,2 54,89 62,54
	5,0 6,0 7,0 8,0 9,0	66,1 79,2 92,1	14,9 14,9 14,8 14,8 14,8	51,91 62,14 72,33 82,46 92,56
	7,0 8,0 9,0 10,0 11,0		18,5 18,5 18,4 18,4 18,4	90,3 115,6 128,2 140,8
	8,0 9,0 10,0 11,0 12,0		22,0 22,0 21,9 21,9 21,8	122,7 137,8 152,9 167,9 182,9

APÉNDICE 2

Comprobamos las soldaduras de fijación de los tirantes al cordón superior.

1. Cálculo aproximado (en capacidad de carga de reserva)

Tirante 1. La relación entre el diámetro del tubo de refuerzo y el diámetro del tubo del cordón superior. d/d= 127/140 = 0,907. Coeficiente ξ = 1,085.

La longitud de la curva de intersección de la tubería, igual a la longitud de la costura, está determinada por la fórmula

l w = =

= = 52,4 cm.

Desde β f R wf= 0,9 21,5 = 19,35 kN/cm2< βz R wz= 1,05 · 18,45 = 19,373 kN/cm 2, luego realizamos el cálculo en base al metal de soldadura, donde Rwz= 0,45 · 41 = 18,45 kN/cm 2 para acero C20. Pata de soldadura de filete kf= 5 mm.

La resistencia de la soldadura de filete que une la riostra 1 al cordón superior de un extremo a otro cuando se cortan los extremos de manera conformada se verifica usando la fórmula

LP ABASHEV, I. ​​I. ZUEVA

DISEÑO Y CÁLCULO DE REVESTIMIENTOS DE ARMAZONES DE ACERO A PARTIR DE TUBO REDONDO

Agencia Federal de Educación Institución educativa estatal de educación superior educación vocacional

"Estado permanente Universidad Tecnica»

LP Abasheva, I. I. Zueva

Diseño y cálculo de cerchas de techo de acero hechas de tubos redondos.

Pautas

curso "Estructuras metálicas"

para estudiantes de tiempo completo y tiempo parcial de la especialidad 290300

"Construcción industrial y civil"

Dirección 653500 – Construcción

Especialidad 290300 – Construcción industrial y civil

Revisor: Ph.D. tecnología. Ciencias, Profesor Asociado E. I. Novopashina

Abasheva, L.P.

A13 Diseño y cálculo de cerchas de revestimiento de acero fabricadas con tubos redondos:

método. instrucciones / L.P. Abasheva, I.I. Zueva; Permanente. estado tecnología. univ. Permanente, 2009. –

Estas pautas fueron escritas para desarrollar pautas para la implementación del proyecto del curso "Diseño de una estructura metálica para un edificio industrial de un piso" en la disciplina.

"Construcciones metálicas". Las instrucciones contienen los principios básicos para el cálculo y diseño de cerchas de acero ligeras hechas de tubos redondos. Diseñado para estudiantes de tiempo completo, nocturno y parcial.

© Institución Educativa Estatal de Educación Profesional Superior "Universidad Técnica Estatal de Perm", 2009

PROVISIONES GENERALES

Desarrollo moderno la construcción requiere el uso de estructuras de construcción económicas, livianas, duraderas, estéticamente expresivas y confiables. Las cerchas tradicionales con varillas hechas de ángulos pares y refuerzos anudados dominaron la construcción durante un largo período, pero el deseo de reducir el consumo de metal llevó a la creación de un nuevo tipo de cerchas. Las cerchas hechas de tubos redondos electrosoldados se encuentran entre las estructuras más eficientes en términos de consumo de acero.

estructuras de cerramiento (suelos perfilados de acero, etc.). Con grandes cargas y luces, su efectividad disminuye, teniendo en cuenta el mayor costo de los perfiles. Es recomendable utilizar cerchas de forma redonda.

tuberías en edificios con un ambiente altamente agresivo, porque Las tuberías son más resistentes a la corrosión y están disponibles para inspección y pintura.

Las cerchas fabricadas con tubos redondos electrosoldados son muy económicas debido a

forma de perfil racional y conexiones informes de elementos de red con correas. Un tubo redondo tiene la distribución de material más favorable con respecto al centro de gravedad para elementos comprimidos y un gran radio de inercia, idéntico en todas las direcciones, lo que proporciona, en comparación con los perfiles abiertos de la misma área, una mayor estabilidad general y local del varillas y buen rendimiento torsional. Las ventajas de este tipo de cerchas incluyen la posibilidad de utilizar aceros de alta resistencia.

Sin embargo, existen dificultades estructurales a la hora de unir elementos fabricados a partir de tubos redondos, su mayor coste en comparación con otros tipos de perfiles y

la escasez limita el uso de dichas granjas. Al diseñar uniones sin forma de elementos de celosía con correas, se debe tener en cuenta la necesidad de cortar los extremos de los elementos con forma, lo cual es prácticamente posible.

sólo en fábricas equipadas con equipos especiales.

Estas directrices describen los principios básicos para el cálculo y diseño de cerchas ligeras hechas de tubos redondos.

DATOS INICIALES PARA EL DISEÑO

En el proyecto de segundo curso sobre estructuras metálicas.

“Diseño de una estructura metálica para una nave industrial de un piso” datos iniciales para el diseño de una cercha de techo

construcción de la cercha del primer tramo (tramo A - B, el más grande).

El proyecto del curso aborda los siguientes temas:

1. Disposición de la armadura del techo.

2. Cálculo estático de la finca.

3. Cálculo estructural de la cercha.

4. Cálculo y diseño de unidades de celosía.

5. Elaboración de planos de trabajo.

En el proyecto de diploma, los datos iniciales para el diseño son la especificación tecnológica.

DISPOSICIÓN DE LA VIGA

En la etapa de diseño, es necesario seleccionar el diagrama estático y el contorno de la granja, asignar el tipo de celosía y determinar las dimensiones generales de la granja.

El proyecto del curso propone tomar granjas estándar con cuerdas paralelas: la altura de la granja sobre el soporte a lo largo de los ejes de las cuerdas es 2900 mm,

se garantiza una pendiente a lo largo del cinturón superior del 1,5% mediante diferentes alturas de las mesas de soporte; parrilla – triangular con rejillas adicionales;

panel de cuerda superior de 3 m de tamaño; las secciones transversales de los elementos de celosía están hechas de tubos redondos (serie 1.460.3 –17.1KM). Para elementos estructurales tubulares, se deben utilizar predominantemente tuberías electrosoldadas de acuerdo con GOST 10704–91. Con la debida justificación, se permite el uso

Otros tipos de tubos de acero.

La división de las cerchas a lo largo de su longitud en marcas de envío se realiza de acuerdo con

“Instrucciones para el suministro de estructuras de acero por parte de fábricas de estructuras metálicas” (VSN-141-80 / MMSS URSS): cerchas de tubos redondos

luces de 24 m y 30 m se suministran con dos marcas de envío, luz

18 m – uno o dos. Para facilitar el montaje y la fabricación, las juntas ampliadas en las unidades intermedias deben diseñarse de manera que los lados derecho e izquierdo

las medias armaduras eran intercambiables.

En la figura 1 se muestran diagramas de armaduras típicas hechas de tubos redondos. 1. Las soluciones típicas suelen incluir la transmisión de nodos.

cargas, lo que permite utilizar correas, paneles de acero o de hormigón armado en los revestimientos.

En el proyecto de curso, dependiendo del encargo, se aceptan los siguientes:

sistemas de recubrimiento:

– correas: las correas se instalan a lo largo de las cerchas del techo con un paso de 3 m yo= 6 o 12 m sobre los que se apoya

tarimas de acero perfiladas (techos cálidos) o chapa de acero

(techos fríos);

– revestimientos no deslizantes: sobre las vigas del tejado se colocan paneles de acero de 3 m de ancho, que se extienden yo= 6 o 12 metros.

En el proyecto del curso se puede tomar la composición del techo y el revestimiento para techos sin correas y techos con correas.

En el proyecto de diploma, a la hora de configurar la granja, es necesario partir de las especificaciones tecnológicas y los requisitos para la unificación y modulación de las dimensiones geométricas de las granjas. La disposición de las cerchas de tubos redondos tiene su propia

peculiaridades. En cerchas hechas de tubos redondos, son especialmente racionales. cinturones paralelos, lo que simplifica la conexión de elementos. El tipo de celosía debe ser lo más simple posible, porque emparejar cinco o más varillas complica significativamente el diseño del conjunto. En relación con estos, la celosía más adecuada

es triangular o triangular con postes adicionales. Es muy indeseable introducir elementos de celosía.

CÁLCULO ESTÁTICO DE UNA TRUSS

El cálculo de cerchas hechas de tubos redondos se realiza de acuerdo con los requisitos,

El propósito del cálculo estático es determinar las fuerzas máximas en los elementos de la celosía necesarias para seleccionar las secciones de los elementos, calcular nodos y relaciones de posición.

El cálculo estático de una armadura incluye tres etapas:

1. Recogida de cargas.

2. Desarrollo de un esquema de diseño.

En el proyecto del curso, se calcula la armadura de la viga del primer tramo.

Para determinar la influencia del momento de apoyo sobre las fuerzas en los elementos de la celosía, se propone adoptar una conexión rígida entre la viga del primer tramo y la columna.

3. Determinación de esfuerzos de diseño en elementos de celosía.

Colección de cargas de celosía.

Se pueden aplicar las siguientes cargas a la armadura del techo:

1. Constante: del peso del cerramiento (techo) y del soporte de carga (cerchas, conexiones,

correas, linternas) estructuras.

2. A corto plazo: atmosférico (nieve, viento), tecnológico (desde equipos aéreos de elevación y transporte, comunicaciones aéreas, instalaciones de iluminación eléctrica, ventiladores, galerías), etc.

Los principales factores al calcular las armaduras son constantes y

cargas de nieve, por lo que las directrices se centran en determinar este tipo de cargas.

La carga del viento suele provocar fuerzas en los elementos del truss.

signo opuesto en comparación con las fuerzas del peso del revestimiento y la nieve.

Por lo tanto, al calcular las cerchas, se debe tener en cuenta la carga de viento si su valor excede el peso de la cubierta (en techos livianos y en áreas con mayor carga de viento), así como cuando la pendiente del techo es superior a 30 º. Al calcular las cerchas, no se tiene en cuenta la carga de viento sobre la linterna, porque tiene un efecto insignificante. Cuando los paneles de pared se fijan a un poste de soporte, la carga del viento se aplica a las cuerdas de la armadura.

En el proyecto del curso, al calcular la armadura, no se tiene en cuenta la carga de viento.

Determinación de cargas sobre la celosía desde el elevador suspendido.

Equipo de transporte revisado en.

Cargas constantes, que actúan sobre la armadura, consisten en el peso del techo, la armadura del techo, las conexiones del techo, las correas, etc.

El peso del techo se determina sumando sus partes individuales, que se dan en las tablas de referencia. Las tablas también muestran el peso de las estructuras metálicas del techo (cerchas de vigas y sub-vigas, tirantes, correas, linternas) por 1 m2 de superficie horizontal. En el proyecto del curso se recomienda determinar el peso muerto de la cercha (kN/m2) mediante la fórmula

q s.f.

⎜1000 B⎟ ff

Dónde qn– la carga estándar total distribuida uniformemente por el peso propio del revestimiento y la nieve, el equipo tecnológico, etc.,

kN/m2; EN f – paso de las cerchas, m; l f – luz de la armadura, m; αф –

coeficiente según el tipo de travesaño y acero: αф = 1,4 – para aceros con bajo contenido de carbono, αф = 1,3 – para aceros de baja aleación.

La carga nodal constante sobre una cercha (kN) se obtiene de un área de carga igual a la distancia entre cerchas multiplicada por el tamaño del panel de cuerda superior.

F publicación = ( q f +

) · EN F

Dónde q f – peso de la armadura y de las conexiones, kN/m2; q kr – peso del techo, kN/m2; α es el ángulo de inclinación del cinturón superior hacia el horizonte, en el proyecto del curso se puede tomar cos α = 1; d

Cargas constantes en la granja.

tabla 1

Cargar nombre	γ

Depende de la zona de nieve en la que está diseñado el edificio, del perfil del revestimiento, de la presencia de claraboyas, del número de vanos y del tamaño de la pendiente del tejado.

El valor calculado de la carga de nieve por 1 m2 de proyección horizontal del revestimiento está determinado por la fórmula

S= S gramo μ ,

donde μ es el coeficiente de transición del peso de la capa de nieve de la tierra a la nieve

carga sobre el revestimiento; S g – el valor calculado del peso de la capa de nieve por 1 m 2 de superficie horizontal de la tierra, se toma dependiendo de la superficie de nieve:

Zona de nieve	I	II	III	IV	V	VI	VII	VIII
S gramos, kN/m 2	0,8	1,2	1,8	2,4	3,2	4,0	4,8	5,6

Para edificios con tejados a una o dos aguas sin claraboyas y diferencias de altura con un ángulo de inclinación del tejado α ≤ 25º, coeficiente μ = 1, para α ≥ 60º μ = 0, en el rango de 25º< α < 60º значения μ определяют линейной

interpolación. Para edificios de dos o varias naves con tejado a dos aguas sin claraboyas y diferencias de altura con un ángulo de inclinación del tejado α ≤ 15º

coeficiente μ = 1.

Los esquemas de distribución de la carga de nieve se adoptan según.

En los casos en que se produzcan condiciones de funcionamiento más desfavorables para los elementos de celosía durante la carga parcial, se considera un esquema de capa de nieve.

carga que actúa sobre parte del tramo. Entonces, cuando la mitad de la armadura se carga con nieve en los tirantes del medio, el signo de la fuerza puede cambiar y

elementos de tracción ligeramente cargados con mayor flexibilidad,

quedará comprimido.

La carga de nieve de diseño nodal sobre la armadura (kN) está determinada por la fórmula

F sn = S· EN F· d,

Dónde EN f – paso de las cerchas, m; d– longitud del panel del cordón superior de la cercha.

Desarrollo de esquema de cálculo.

El esquema de diseño de granjas se toma en forma de un sistema de varillas con conexiones de nodos rígidos o con bisagras. Al calcular armaduras ligeras, se supone que los ejes de todas las varillas son rectos, están ubicados en el mismo plano y se cruzan en un nodo en un punto (en el centro del nodo).

El cálculo estático de armaduras de tuberías tiene sus propias características, porque El acoplamiento rígido de varillas en nodos puede crear condiciones para la aparición de momentos de flexión significativos. Se permiten conexiones articuladas de varillas en nodos si la relación entre la altura de la sección y la longitud

elemento h/ yo≤ 1/10 cuando se operan granjas en áreas con una temperatura exterior de diseño superior a – 40 °C y h/ yo≤ 1/15 – en zonas con temperaturas del aire exterior inferiores a – 40 °C. Si se superan estos

relaciones es necesario tener en cuenta momentos de flexión adicionales en

varillas de la rigidez de los nodos. En este caso, las fuerzas axiales se pueden determinar mediante un diagrama de bisagra y los momentos adicionales se pueden encontrar mediante métodos aproximados.

Si los ejes de los almas no se cruzan en un punto, entonces los elementos

Las cerchas deben diseñarse teniendo en cuenta los momentos flectores correspondientes. Los momentos nodales se distribuyen proporcionalmente a la rigidez lineal de los elementos adyacentes al nodo. Las excentricidades en los nudos, a excepción de los de apoyo, podrán ignorarse si no superan el 10% de la altura de la cuerda en cerchas formadas por perfiles tubulares con las excentricidades situadas a un lado de su eje.

En la Fig. La Figura 2 muestra un ejemplo de un diagrama de diseño de un tramo de celosía.

30 m con numeración de nodos y elementos. En el proyecto del curso, al calcular estáticamente una granja, se aceptan conexiones articuladas de varillas en nodos.

Determinación de fuerzas de diseño en elementos de celosía.

El cálculo estático de una armadura se realiza en una computadora (programas "Farm",

"Lira", "SCAD") para cada tipo de carga por separado.

La carga que actúa sobre una armadura generalmente se aplica a los nodos de la misma,

a qué elementos de la estructura transversal se unen (por ejemplo,

correas de tejado o falso techo, paneles de hormigón armado, etc.) transfiriendo la carga a la cercha. Si la carga se aplica directamente al panel, en el esquema de diseño principal se distribuye entre los nodos más cercanos, pero además se tiene en cuenta la flexión local de la correa debido a la carga ubicada sobre ella. La cinta de celosía se considera como una viga continua que descansa sobre los nodos de la celosía. Los valores de los momentos en las correas se pueden determinar aproximadamente mediante las fórmulas:

– con carga concentrada METRO=

F⋅d⋅0,9

¿Dónde está el coeficiente 0,9?

tiene en cuenta la continuidad del cinturón; F– valor de la carga concentrada;

– con una carga uniformemente distribuida: momento de vuelo en

q⋅d 2

panel extremo METRO=

q⋅d 2

; momento de luz en el panel intermedio

q⋅d 2

METRO= ; momento de apoyo METRO=

Dónde

granja; d– longitud del panel.

Cuando una cercha está acoplada rígidamente a una columna, también surgen en los elementos de la cercha fuerzas provenientes de momentos del pórtico sobre los soportes. Esfuerzos en elementos

Las armaduras a partir de momentos de apoyo se pueden obtener reemplazando los momentos en pares.

1 1 f

2 2 f

F

fuerzas horizontales: norte= METRO/ h op

entre los ejes de las cuerdas de la armadura sobre el soporte.

, norte= METRO/ h op

Dónde h op

- distancia

En el proyecto del curso, se recomienda calcular primero la armadura para una carga nodal unitaria. F= 1 kN y para momentos únicos a la izquierda METRO 1 = –1 kNm y derecha METRO 2 = –1 kNm. En la Fig. 3, 4 muestran diagramas de cargas sobre una celosía con una luz de 30 m.

De cada tipo de carga, según cualquiera de los programas anteriores, se determinan los esfuerzos en los almas. Para fines de control se deben imprimir los datos iniciales, diagramas de diseño con cargas activas y fuerzas en los elementos de la celosía. El cálculo de la armadura en un proyecto de curso se realiza solo después del cálculo estático del marco en su conjunto.

Los resultados del cálculo estático de la armadura se resumen en una tabla de fuerzas calculadas (Tabla 2). En el proyecto del curso, las fuerzas en los elementos de la celosía debido a varias cargas se obtienen multiplicando las fuerzas de las cargas unitarias por la magnitud de estas cargas ( F rápido, F sn, METRO 1, METRO 2). Valor de par de referencia METRO 1 (METRO un leon)

determinado en base a los resultados del cálculo del marco transversal del marco del edificio a partir de

tablas de fuerzas calculadas para una combinación de fuerzas | METRO|máx; norte respectivamente (en el proyecto del curso, para la sección 1–1 de la parte superior de la columna). En este caso, tomando el momento para el soporte izquierdo, es necesario determinar a partir de los diagramas de momento flector construidos para el marco transversal el momento para el soporte derecho.

METRO 2(METRO etc). Momento METRO 2(METRO etc) está bajo la misma combinación de cargas que METRO Leo, independientemente del signo de los momentos. Además, si hay más de una carga a corto plazo, entonces los momentos de estas cargas se multiplican por el factor de combinación ψ = 0,9.

Para seleccionar secciones transversales de elementos de celosía, es necesario obtener la máxima fuerza posible para cada elemento, es decir encuentre la combinación más desfavorable (Tabla 2). Las fuerzas de diseño en los elementos de la celosía se obtienen sumando las fuerzas determinadas al calcular la carga vertical ( F rápido, F sn), y fuerzas de momentos de apoyo. Al mismo tiempo cumplen

las siguientes reglas:

1. Si los signos de las fuerzas de la carga vertical y los momentos son diferentes y las fuerzas de los momentos son menores en valor absoluto, entonces la fuerza de la carga vertical se toma como fuerza calculada únicamente.

2. Si los signos de las fuerzas de la carga vertical y los momentos son diferentes, y las fuerzas de los momentos son mayores que las fuerzas de la carga vertical, entonces la varilla

También debe comprobarse la suma algebraica de estos esfuerzos.

3. Si las fuerzas de la carga vertical y los momentos de apoyo son del mismo signo, entonces su suma se toma como fuerza de diseño.

Si se tiene en cuenta el momento de apoyo al componer combinaciones, entonces la fuerza

de la carga de nieve se toma con un coeficiente combinado ψ = 0,9.

Para comprobar la compresión del cordón inferior de una celosía, es necesario evaluar la combinación de cargas que pueden provocar la aparición de fuerzas de compresión en

panel extremo del cinturón inferior.

CÁLCULO ESTRUCTURAL DE LA truss El cálculo estructural de la truss incluye tres etapas:

1. Determinación de las longitudes de diseño de los elementos de celosía.

2. Selección de secciones de elementos de celosía.

3. Diseño de unidades agrícolas.

Longitudes estimadas de elementos de celosía.

Longitudes de diseño de elementos de celosía hechos de tubos redondos en el plano. izquierda y desde el plano de la armadura lefy se determinan de acuerdo con la tabla. 3 o . Dado que la forma de pandeo de los cordones desde el plano de la cercha depende de los puntos en los que los cordones se aseguran contra el desplazamiento, es necesario diseñar sistemas de arriostramiento vertical a lo largo de las cerchas y de arriostramiento a lo largo de los cordones superiores e inferiores de las cerchas. al momento de seleccionar las secciones de los elementos de la celosía.

Las longitudes calculadas se ingresan en la tabla para seleccionar secciones de elementos de celosía.

Selección de secciones de elementos de celosía.

Después de determinar las fuerzas de diseño, se seleccionan las secciones de los elementos de celosía. Al organizar secciones transversales de almas, se deben seguir las siguientes recomendaciones:

1. Las secciones de los cordones deben mantenerse constantes o cambiarse no más de una vez en cerchas con una luz de 24 mo más, para vanos más pequeños no se recomienda cambiar la sección de los cordones.

Tabla 3

Longitudes estimadas de elementos de cerchas planas hechas de tubos redondos.

Nota: yo– longitud geométrica del elemento (distancia entre

centros de nodos); yo 1 – distancia entre los centros de los nudos asegurados contra el desplazamiento del plano de la cercha (cordones de cercha, tirantes, losas de recubrimiento, correas, etc.).

2. En las armaduras de tubos redondos se utilizan principalmente tubos electrosoldados con un diámetro de 40 a 530 mm. Para evitar que se apriete, el diámetro del tubo de la rejilla d debe ser al menos 0,3 del diámetro del tubo de la correa D y nada más que él

diámetro: 0,3 D≤ d≤ D.

3. Para garantizar la calidad de la soldadura y mejorar la resistencia a la corrosión.

durabilidad, el espesor de pared de tubería más pequeño para cordones y tirantes de soporte debe tomarse igual a 3 mm, para elementos de celosía - 2,5 mm, para

a excepción de las varillas fabricadas con extremos aplanados en el plano de la armadura.

4. En el caso de utilizar tuberías del mismo diámetro, la diferencia de espesores de pared

debe ser superior a 1,5 mm.

6. Para facilitar el montaje del metal, el número de calibres del perfil,

aceptado en el truss, se limita a: al volar sobre el truss l≤ 36metros

calibres

7. Para reducir el consumo de acero, es aconsejable diseñar los elementos más cargados de las armaduras (cinturones, tirantes de soporte) con acero de alta resistencia y otros elementos con acero ordinario. Es la forma de la sección transversal cerrada la que permite el uso eficaz de aceros de alta resistencia. Para elementos de celosía de rango reducido, se recomiendan tubos electrosoldados de acero de los grados St15, St20, VSt3ps6, 09G2S, 16G2AF, 14G2 o 17G1S.

En el proyecto del curso, las calidades de acero de los elementos de celosía se aceptan de acuerdo con el encargo y, si es necesario, son aclaradas por el profesor.

La selección de secciones transversales de elementos de celosía se puede presentar convenientemente en forma de tabla.

(ver Tabla 4).

Se distinguen los siguientes tipos de estados tensionales de los elementos de celosía:

1. Elementos comprimidos centralmente. Al seleccionar las secciones de elementos comprimidos centralmente, éstas se ajustan previamente según la flexibilidad: para cordones y tirantes de soporte λ з = 60 ... 80, para una celosía λ з = 100 ... 120. En función de la flexibilidad dada , se determina el coeficiente de flexión longitudinal φз (en una primera aproximación, se puede establecer directamente φз = 0,7 ... 0,8 para correas y φз = 0,4 ... 0,6 para elementos de red). El área de la sección transversal requerida se encuentra

de la condición de estabilidad

A tr=

ϕз ry GRAMO C

Dónde ry– resistencia de cálculo del acero en función del límite elástico; γ Con– coeficiente de condiciones de funcionamiento de las estructuras, tomado según tabla. 5 según lo recomendado.

Según el área requerida A A, ix, yo. En aplicación. La figura 1 muestra una selección de la gama de tubos electrosoldados. Para la sección seleccionada, la flexibilidad se determina y se compara con el valor límite:

< [λ] ; λen=

donde [λ] es la flexibilidad máxima (Tabla 6). Para una mayor flexibilidad, se especifica el coeficiente de flexión longitudinal φ y se verifica la estabilidad del elemento mediante la fórmula

≤ ryγ C.

Si la flexibilidad de la varilla anteriormente se configuró incorrectamente y la prueba mostró un sobreesfuerzo o un subesfuerzo significativo (más del 5...10%), entonces se ajusta la sección, tomando un valor intermedio de flexibilidad entre el valor preestablecido y el real.

Coeficientes de condiciones de funcionamiento γ Con

Tabla 5

Elementos y conexiones de estructuras.

Coeficientes de condiciones de funcionamiento γ Con

1. Elementos comprimidos de cerchas de suelo debajo de salas, tribunas, debajo de tiendas, depósitos de libros, archivos, etc. cuando el peso de los forjados sea igual o superior a la carga viva 2. Elementos de tracción de cerchas en estructuras soldadas 3. Paneles de cordones de cerchas tubulares de diámetro D en presencia de desalineación de las varillas de la rejilla en nodos con excentricidades mi< 0,1D(al comprobar resistencia y estabilidad sin tener en cuenta los momentos flectores) 4. Elementos estructurales tubulares con espesor t, teniendo en los extremos uniones soldadas de extremo a extremo (pestaña en V) a otras piezas tubulares con un espesor de 2 t o para piezas de chapa con un espesor inferior a 4 t, con excepción de las uniones a bridas que tienen una unión de tubo coaxial o una junta de centrado en el lado opuesto 5. Elementos de celosía (bastidores) de cerchas informes, unidos en nodos a otros dos elementos de celosía (puntales) que tienen diferentes signos de fuerzas 6 Elementos tubulares comprimidos de diámetro D y espesor t con extremos aplanados: a) con formación libre de una sección de transición desde sección redonda a aplanado (con una transición no suave) b) con la formación forzada de una sección de transición con una pendiente de 1: 6 (con una transición suave) 6. Uniones soldadas Elementos tubulares sin anillo de respaldo: a) de extremo a extremo b) de extremo a extremo (en forma de T)

0,9 0,95 0,9 0,8 0,85 1 - 0,015 D, pero no más t 0,7 y no menos de 0,3 1,3 - 0,015 D, pero no t más de 1,0 y no menos de 0,4 0,75 0,85

Nota: 1) coeficientes γ Con, establecido en los párrafos 2 y 7, así como en el párrafo.

4 y 6 no se tienen en cuenta al mismo tiempo; 2) coeficiente γ Con, establecido en el inciso 6, no se aplica a la fijación de los elementos correspondientes en los nodos;

3) coeficientes γ Con, establecidos en los apartados 4 y 6, no se tienen en cuenta a la hora de comprobar la estabilidad de las varillas comprimidas; 4) en casos no especificados γ Con=1.

Tabla 6

Máxima flexibilidad de elementos de vigas planas hechas de tubos redondos

Nota: α = ϕ

norte– coeficiente aceptado al menos 0,5.

ARy GRAMO C

2. Elementos estirados centralmente. El área de la sección transversal requerida del elemento estirado centralmente está determinada por la fórmula

A tr=

ry GRAMO C

Luego según el surtido. A TP selecciona la sección transversal de la tubería y determina sus características geométricas reales. A, ix, iу. Para la sección seleccionada, la flexibilidad se determina y se compara con el límite:

< [λ] ; λen=

La resistencia de la sección adoptada se verifica mediante la fórmula.

σ = norte≤ ryγ C.

Para el cordón de menor tensión de la cercha, se recomienda comenzar seleccionando la sección del panel más cargado. Si la flexibilidad del cordón inferior excede el límite, entonces puede cambiar el patrón de conexiones a lo largo de los cordones inferiores de las vigas instalando cables de sujeción adicionales.

3. Elementos comprimidos excéntricamente. Preestablecido por la flexibilidad del elemento λ X z = 60 ... 80 y determine el radio de giro de la sección correspondiente a esta flexibilidad ix tr= lefy/ λ X h, la altura de sección requerida h tr= ix tr/α X y distancia del núcleo ρ X tr = ( ix tr)2 / z, donde para secciones de tubos redondos

α X= 0,355 y z= 0,5h tr ( z– distancia desde el centro de gravedad hasta el borde más comprimido de la sección).

Determine las excentricidades relativas y reducidas:

mx tr=

Según la flexibilidad condicional
A tr= norte.

ϕ mi⋅ ry⋅g Con

Según el área requerida A TP selecciona la sección de tubería según el surtido y determina sus características geométricas reales A, ix, iу. Para la sección seleccionada, se especifican los siguientes valores:

METRO⋅ A⋅z

< [λ] ; л X

= λ X·

mi; mx=

X

norte⋅jx

; mef= mx· η .

Según características calculadas con precisión l X

Y mef Por

toma el coeficiente φ mi y comprobar la estabilidad de la varilla en el plano de acción del momento mediante la fórmula

ϕ mi⋅ A

≤ ryγ C.

Cálculo de estabilidad en mx>20 no es necesario.

La estabilidad de la varilla desde el plano de acción del momento se verifica mediante

ϕ en⋅Con⋅ A

≤ ryγ C,

Dónde Con– el coeficiente que tiene en cuenta la forma de pandeo por flexión-torsión se toma de acuerdo con; φ en- coeficiente

flexión longitudinal con respecto al eje en– en, determinado por

flexibilidad de la varilla λ en=

4. Elementos estirados excéntricamente. La selección de la sección transversal de elementos de celosía tensados ​​excéntricamente se puede realizar como barras tensadas centralmente. La resistencia de la sección seleccionada se verifica mediante la fórmula.

σ = norte+ METRO

≤ ryγ C.

5. Selección de secciones de elementos de celosía para máxima flexibilidad.. Varios almas ligeras tienen fuerzas bajas y, por lo tanto, tensiones bajas. Las secciones transversales de estas varillas se seleccionan para lograr la máxima flexibilidad. Conocimiento

longitud efectiva lefx Y lefy y el valor de la flexibilidad última [λ] (ver Tabla 6),

determinar los radios de giro requeridos ix tr=

Y yo tr=

Para el surtido se selecciona la sección con el área más pequeña.

Características del diseño de cerchas hechas de tubos redondos.. El diseño de una celosía debe comenzar dibujando las líneas axiales de los elementos que convergen en los nodos. Las varillas están centradas según los ejes geométricos de los tubos. Si hay una desalineación de las varillas en los nodos, es necesario tener en cuenta momentos nodales adicionales al calcular la armadura. Si la capacidad de carga del tubo de la correa no se utiliza por completo, se permite una excentricidad de no más de 1/4 del diámetro del tubo de la correa.

Para uniones sin forma en nudos, se recomienda no tomar más que valores para la delgadez de las correas debido a la condición de estabilidad local,