Нахождение рационального способа усиления ферм по схеме деформаций при потере устойчивости
Реконструкция промышленных предприятий и их техническое перевооружение, как правило, связаны с увеличением эксплуатационных нагрузок на существующие конструкции зданий и сооружений. Обновление или модернизация оборудования приводят зачастую к значительному увеличению технологических нагрузок. Замена физически или морально устаревших ограждающих конструкций также иногда вызывает возрастание постоянных нагрузок. Увеличение нагрузок приводит к необходимости повышения несущей способности конструкций и является основной причиной их общего усиления.
Назначению схемы усиления конструкций, в частности металлических стропильных ферм, должна предшествовать проверка несущей способности существующей (не усиленной) фермы. С этой целью, прежде всего, требуется произвести ее статический расчет и расчет на устойчивость с учетом действительной расчетной схемы.
Выбор схемы усиления сжатых стержней стропильных металлических ферм определяется в общем случае видом предельного состояния их (по прочности, устойчивости или деформациям), условием загружения, соотношениями и величинами жесткостей. Теоретическим обоснованием выбора рациональной схемы усиления ферм с позиции устойчивости и максимального повышения критической нагрузки служит то, что различные сжатые элементы не одинаково эффективно участвуют в обеспечении общей устойчивости ее. Поэтому прежде чем решить, какую схему усиления наиболее выгодно выбрать, нужно выявить те части и элементы конструкции, усиление которых в наибольшей степени повлияет на повышение устойчивости всей фермы в целом, а значит и на повышение несущей способности фермы, определяемое критической нагрузкой.
Существуют несколько методов определения слабых частей и элементов ферм[1].Использование схемы деформаций фермы при потере устойчивости - наиболее простой и наглядный способ определения слабых частей конструкции.
На первом этапе выполняется расчет фермы на общую устойчивость с применением ПЭВМ[2], и определяются углы поворота узлов в критическом состоянии. По полученным значениям углов поворота строится и выводится на экран монитора схема деформаций, по которой легко определить наиболее слабые части(элементы) фермы.
На рис.1. изображена ферма покрытия одного из промышленных зданий Пензенской области и ее схема деформаций в критическом состоянии по устойчивости, полученная при и помощи ПЭВМ[2].
Рис. 1.
В таблице приведены характеристики стержней данной фермы.
Таблица 1.
Элементы фермы |
E, ГПа |
I, см4 |
A, см2 |
Верхний пояс |
210 |
964 |
75.8 |
Нижний пояс |
210 |
648 |
67.4 |
Сжат. раскосы |
210 |
234 |
46.8 |
Растян. раскосы |
210 |
146.8 |
24.6 |
Опорный раскос |
210 |
964 |
75.8 |
Стойки |
210 |
146.8 |
24.6 |
Очевидно, что наиболее слабыми с точки зрения устойчивости являются сжатые стержни средних панелей фермы(элементы верхнего пояса и сжатые раскосы) и их усиление приведет к наибольшему увеличению критической нагрузки.
Рис. 2.
В результате исследования несущей способности фермы с точки зрения потери устойчивости при нескольких способах усиления (рис.2) при помощи ПЭВМ получены следующие результаты:
1 способ (рис.2, б). Увеличение жесткости элементов верхнего пояса дает довольно значительное увеличение PКр. Так при увеличении жесткости стержней 5-6 и 6-7 в двое параметр критической нагрузки возрос на 17.97 %. На рис. 3 представлен график изменения параметра в зависимости от жесткости элементов и схема деформаций в критическом состоянии.
Рис. 3.
2 способ (рис.2, в). Установка дополнительных шпренгелей увеличила PКр на 69.17 %. Схема деформаций при потере устойчивости усиленной фермы представлена на рис.4
Рис. 4.
3 способ (рис. 2, г). Увеличение же жесткости стоек приводит к незначительному увеличению критической нагрузки. Так, при увеличении жесткости вдвое PКрУвеличился всего на 1.16 %.
Библиографический список
Схема нагружение конструкция
- 1. А. Н. Раевский, М. Б. Зайцев. Определение градиента условия критического состояния для рам и ферм и использование его для рационального усиления. Ж-л "Известия вузов", Строительство N4, 1999 г. 2. М. Б. Зайцев, А. А. Коновалов. Определение критической нагрузки для стропильных ферм из условия общей формы потери устойчивости с применением ПЭВМ. Сб. материалов международной научно-технической конференции. "Актуальные проблемы современного строительства". ПГУАС, Пенза, 2007.
Похожие статьи
-
Конструктивная схема фермы - Рабочий чертеж стальной фермы покрытия здания
К расчету и конструированию принята ферма с параллельными поясами пролетом lф=l-2*200=30000-2*200=29600мм и высотой сечения по центрам тяжести сечений...
-
1) На прочность: Элемент Н-1(нижний пояс): Элемент Н-2 (нижний пояс): Элемент Р-3 (раскос): Элемент Р-6 (раскос): 2) На устойчивость: Элемент Н-1 (нижний...
-
Способ контроля деформаций опоры моста при продольной надвижке пролетного строения и устройство для его осуществления Способ контроля деформаций опоры...
-
Определение усилий в стержнях Усилия в стержнях ригеля определяем от постоянной и снеговой нагрузок: , , А также от опорных моментов, возникающих в раме...
-
При строительстве на лессовых просадочных грунтах при необходимости повышения несущей способности оснований, то есть для устройства искусственного...
-
Определение нагрузок на ферму Требуется рассчитать преднапряженную ферму пролетом 23,4 м при шаге ферм 12 м. Геометрическая схема приведена на рис.18....
-
Деформация и напряжение при сварке - Сварка решетчатых конструкций
Основные причины деформации. Неравномерный нагрев металла Рациональное конструирование сварных изделий: В процессе конструирования необходимо:...
-
Ремонт и усиление деревянных конструкций - Реконструкция деревянных зданий
Приступая к ремонту несущих деревянных конструкций, необходимо иметь в виду, что конструкции находятся под нагрузкой и в их соединениях произошли...
-
Особенности проектирования зданий в сейсмических районах Особенностью проектирования многоэтажных зданий в сейсмических районах является повышение...
-
Панель перекрытия рассчитывают как балку, лежащую на двух опорах, загруженную равномерно распределенной нагрузкой (рис. 1). Рис. 1. Расчетная схема и...
-
Расчетная схема Рисунок 5-Конструктиная схема второстепенной балки Рисунок 6-Расчетная схема второстепенной балки Нагрузка - постоянная нагрузка...
-
И инженерных расчетах применяют следующую методику определения усилий в стержнях стропильных ферм. Вначале определяют усилия от вертикальной нагрузки,...
-
Способ определения деформированного состояния зданий и сооружений
В настоящее время имеет место тенденция роста предаварийных и аварийных ситуаций в эксплуатируемых зданиях, вызванных просчетами на этапе проектирования,...
-
Современные строительные объекты оснащены разнообразными машинами, оборудованием и механизированным инструментом. Из года в год они совершенствуются,...
-
Пассивное давление грунта ЕП определяется со стороны передней грани стены, имеющей заглубление h. Выполняем расчет аналитическим методом Рис.3...
-
Расчет стропильной фермы, Сбор нагрузок на ферму - Одноэтажное промышленное здание
Сбор нагрузок на ферму Постоянная нагрузка на любой узел фермы равна: Где qкр = 4,05 кН/м2- расчетная поверхностная нагрузка от покрытия; Bф = 12 м - шаг...
-
Статическая нагрузка ферм - Стальные строительные конструкции
Фермы часто используются для перекрытия пролетов, т. е. имеют такое же назначение, что и балки сплошного сечения. Известно, что при изгибе балки...
-
К расчету и конструированию принята ферма с параллельными поясами пролетом ферма кровля сварочный опорный LФ = l - 2-200 = 18000 - 2-200 = 17600 мм И...
-
К отрицательным факторам технологии производства работ при прогреве бетона, приводящих к образованию дефектов монолитных железобетонных конструкций,...
-
Выбор технологической схемы монтажа. Унификация объемно-планировочных и конструктивных параметров одноэтажных промышленных зданий позволила разработать...
-
Расчет верхнего пояса по наибольшему усилию в панели (4-е) - N=1492кН. Принимаем сечение верхнего пояса 30x26 см , арматура класса A400 (R Sc =365МПа )....
-
Рисунок 9.5 Столбчатый устой моста, включающий буронабивные сваи Столбчатый устой моста, включающий буронабивные сваи, насадку, шкафную часть,...
-
Проверка местной устойчивости сжатого пояса и стенки - Рабочая площадка промышленного здания
Устойчивость сжатого пояса была проверена при подборе сечения поясов. Устойчивость стенки балки проводим в соответствии с п. п. 7.1...7.13 [1]....
-
Проверка общей устойчивости балки - Рабочая площадка промышленного здания
В соответствии с п. 5.16* [1] устойчивость балок проверять не требуется, если выполняются следующие условия: 1) Нагрузка передается через сплошной...
-
В результате выполненных расчетов ригельного каркаса, безригельного каркаса и каркаса с заполнением были определены внутренние усилия, возникающие в их...
-
Компоновка поперечного сечения главной балки с проверками местной устойчивости полки и стенки в области развития пластических деформаций Определяем...
-
Литература - Рабочий чертеж стальной фермы покрытия здания
1. СНиП 2.01.07-85. Нагрузки и воздействия, М. 1987. 2. СНиП II-23-81*. Стальные конструкции. М. 1990 г., 2001 г. 3. СНиП 2.03.11-85. Защита строительных...
-
Усилия в элементах фермы определяем от полной узловой нагрузки F = 57,6 кН, расположенной во всех узлах верхнего пояса фермы. Результаты вычисления...
-
Технологии прогрева бетона в зимних условиях и способы их контроля Возведение монолитных зданий и сооружений является ответственным предприятием...
-
Исходные данные Размеры сетки колонн в плане 5.3х5.5 М Принимаем конструктивную схему с полным каркасом. В монолитном ребристом перекрытии принимаем...
-
Расчетная схема к определению несущей способности сваи Рис. 6. Расчетная схема к определению несущей способности сваи Определение несущей способности...
-
Исходные данные Размеры здания в плане (расстояние между крайними осями) 21.2х44 М Число этажей - 10 без подвала Высота надземного этажа - 3.6 М,...
-
Разработка курсового проекта начинается с компоновочных работ, включающих в себя: План здания с разбивкой сетки колонн (схематический продольный и...
-
Выбор конструктивной схемы Рис. 2. Конструктивная схема Сбор нагрузок Таблица 1 Сбор нагрузок на покрытие Составляющие нагрузки Нормативная нагрузка,...
-
Обеспечение общей устойчивости здания - Проектирование железобетонного каркаса промышленного здания
Для обеспечения общей устойчивости здания предназначаются связи, которые объединяют элементы каркаса в пространственную систему, способную воспринять...
-
Расчет верхнего пояса по наибольшему усилию в панели (14) - N = 1700 кН. Принимаем сечение верхнего пояса 3036 см., арматура класса А400 (Rsс = 355 МПа)....
-
Усилия в элементах фермы определяем по расчетной программе "Лира". Строятся три диаграммы: 1) от постоянной нагрузки; 2) от 1-го варианта снеговой...
-
Определение нагрузок на ферму Требуется рассчитать преднапряженную ферму пролетом 24.9 м. при шаге ферм 12 м. Геометрическая схема приведена на рис. 16....
-
Работы выполняются автогрейдером и двумя экскаваторами с планировочным ковшом. В табл. 4.7 определены трудозатраты на производство работ для участка...
-
Основные элементы проектируемого здания Несущими конструкциями здания являются трехшарнирные клееные арки из прямолинейных элементов, пролетом 15м....
Нахождение рационального способа усиления ферм по схеме деформаций при потере устойчивости