Рамные и арочные стальн конструкции сквозного сечения реш.

РАМЫ – плоские распорные конструкции. Состоят из колонн и регилей, жестко соединенных между собой поэтажно в узлах фермы.

Состоят из: Прямолинейных, Ломаных, криволинейных пролетных элементов, называемых ригелями рамы, и жестко связанных с ними вертикальных или наклонных элементов, называемых стойками рамы.

В статическом отношении рамы: трехшар­нирные, Двухшарнирные, бесшарнирные.

Контуры арок, очерчиваемые их поясами (полками), бывают: Серповидными, Сегментными или имеют постоянную высоту

При пролетах более 60—80 м сплошные рамы заме­няют сквозными (решетчатыми) рамами, Конструкция узловых соединений сквозных арок ничем не отличается от аналогичных узлов балочных ферм.

2-хшарнирные сквозные рамы проектируют с шарнирами на уровне фундаментов. В таких рамах высота ригеля по сравн со сплошными уве­личивается до 1/8—1/15 пролета Самые экономичные по расх материала — бесшарнирные рамы, поэтому их исп при самых больших пролетах, характ для рам. Сквозные бесшарнырные рамы обладают большей жесткостью, чем 2-хшарннрные, поэтому высоту ригеля в таких рамах можно уменьшить до 1/12—1/20 пролета. Эффективность сквозных рам повышается при соизмери­мости жесткостей стойки и ригеля рамы. С этой целью ширину стоек сквозной рамы принимают равной панели ригеля (3—6 м). В этом случае линейная жесткость стой­ки (отношение жесткости к длине элемента) становится больше жесткости ригеля, благодаря чему эффект за­щемления ригеля возрастает.Наиб эффект разгружения сквозной рамы до­стигается с помощью использования предварительного напряжения ригеля и стоек рамы.Вве­дение предвар напряж создает в системе рамы изгиб моменты, обратные по знаку моментам от вертик нагрузки.

АРКА - конст­рукция криволинейного (дугообразного) очертания, перекрывающая пролет между двумя опорами (фунда­ментами, пилонами или колоннами).

Пролеты метал арочн констр, прим для пром, обществ и сельскохоз зд и сооруж, могут быть 30—150 м. При пролетах более 60 м в основном проекти­руют сквозные арки с параллельными поясами. Сквозные арки имеют меньшую жесткость, по­этому высоту сечения в таких арках увеличивают до 1/зо—1/6о пролета. Пояса сквозных арок сопрягаются решетчатыми связями тре­угольного или раскосного типа, выполняют из уголков, швеллеров, труб и двутавров. При проект сквозн арок из шаг вдоль зд рекоменд приним 12 -24 м. В этом случае в кач прогонов использ решётчатые фермочки, устанавл с шагом 6 м, а плиты уклад по ним или по доп прогонам, идущ с шагом 3 м по фермочкам –прогонам. Арки подразделяются на пологие: f/l< 1/3 прим в кач несущ констр в покрытиях зд.И арки высокие: f/l> 1/3(1/2- 2/3) Приме в кач несущих каркасов арочных зданий

19Ребристы и ребристо-кольцевые и сетчатые купола. рас ребристых куполов. КУПОЛА - пространственные конструк­ции положительной гауссовой кривизны, поверхн котор образ вращением плоской кривой вокруг вертик неподвижной прямой оси вращения.

Наи­более распространены: купола на круглом плане (в завис от поверхн: сфе­рические, стрельчатые, эллиптические, параболи­ческие, конические и т д)

По конструктивным признакам: ребристые, ребристо-кольцевые, сетчатые.

Ребристые купола - пространственно-арочная конструкция из плоских криволинейных ребер, устанав­лив в радиальном направ и соединен между собой. Реб­ристым куполам свойственна меридио­нальная пластика — зонтичные, вол­нистые, каннелированные формы по­верхности. Панели кровли укладывают по кольцевым прогонам, шарнирно соединен с ребрами купола.

Состоят из верхнего кольца, к котор сходятся концы полуарок, (диаметр по возможн минимальный, раб на сжатие) и нижнего кольца, на котор они опира­ются. (раб на растяжение).Пространственная устойчивость ребер – полуарок обеспечивается системой кольцевых и диагональных связей. Но если кольцевые связи исп не как конструкцию, а как силовые эл. пространственного каркаса купола, то такой купол будет называться ребристо-кольцевым.

Ребристо- кольцевые купола отлич от ребристых включением в раб купола кольцев прогонов, обр совместн с рёбрами жёсткую простр систему.

Кольцевые прогоны в ребристо­-кольцевых куполах обеспечивают: жесткую пространст сист, общую устойчивость и уменьшают расчет­ длину ребер купола из их плоскости. Ребристые и ребристо-кольц купола проектир чаще всего в виде пологих систем со стрелой подъема (1/5 – 1/8) D_inf и наружным диаметром D_inf = 24—100 м, шаг ребер по наружн диамет6—12 м в за­висим от знач D_inf. Дальнейшим развитием ребристо-кольц куполов явл купол Шведлера, отлич тем, что крестовые связи в нем ставят в каждой 4-хугольной ячейке, благодаря чему знач повыш жесткость купола. Диаметр такого купола может быть увеличен до 200 м

Сетчатые купола Сетчатые оболочки предст собой новый тип металлич констр на основе сеток с треугольными ячейками, основанный на прим однотипных стержневых и узловых элементов. Принцип построения заключается в проектировании плоской сети на поверхности купола. Отлич от ребристых тем, что концент матер более равномерно распределена по поверхн.Сетчат купола: простейший и звёздчатый. В звёздчатом отсутствуют арки, ос прогоны и раскосы.

Сетч оболочки имеют план: центрический, Квадратный, Треугольный, 6тиугольной ф(оболочки положи­т гауссовой кривизны) или высечкой из поверхно­с гиперболоида вращ квадратной или ромбич формы (оболочки отрицат гауссовой кривизны)

В зависим от членения сферич треугольни­ков на мелкие ячейки могут быть получены: треугольные, пятиугольные,, шестиугольные, ромбического вида сет­ки, придающие сетчатым куполам интересные архитек­турные формы

Основные геометрические схе­мы построения сетки сводятся к трем: сеть Чебышева (представляет собой систему ромбовидных ячеек, длины сто­рон которых одинаковы, а сетевые углы фи к вершине купола уменьшаютс, рациональна для пологих куполов, проекционная. (проецирование плоскости сетки на сферу купола), геодезическая( сфера разбивается по принципу икосаэдра (правильный выпуклый многогранник, двадцатигранник. Каждая из 20 граней представляет собой равносторонний треугольник.)

Расчет ребристых куполов

Ребристые купола, состоящие из арок, соединенных в ключе, представляют собой многократно статически неопределимую систему. С достаточной степенью приближения расчет их можно вести как трех­шарнирных арок, состоящих из двух противолежащих ребер. Вертикальная нагрузка на расчетную трехшар­нирную арку, собираемая с площади сферической тра­пеции, может быть заменена треугольной с максималь­ной ординатой по наружному периметру q_g, 1=ga_inf (ga_inf — расстояние между ребрами по опорному коль­цу). При симметричной вертикальной нагрузке распор и опорная реакция в расчетной арке могут быть выра­жены:

Осевое сжимающее усилие в ребре купола на уров не опорного кольца определяют по формуле:

При частом расположении ребер (a_inf < = 6 м) влия­ние распора, возникающего в расчетной арке, может быть заменено равномерно распределенной нагрузкой, приложенной по длине опорного кольца Fh/a_inf или верхнего кольца Fh/a_sup.

Усилия растяжения в опорном кольце и сжатия в верхнем кольце соответственно равны: