Билет №8. Билеты к зачёту для студентов Заочного обучения по дисциплине Основы проектирования и строительства малых автодорожных мостов Без раздела строительство
 Скачать 276.16 Kb.
|
|
Билеты к зачёту для студентов Заочного обучения по дисциплине «Основы проектирования и строительства малых автодорожных мостов» Без раздела «строительство» Билет №8 Рамная система.сплошностенчатое и решетчатое пролетные строения. Плоская рама (однопролетная или многопролетная), состоящая из колонн и ригелей, является основной конструкцией несущего каркаса зданий рамной системы. Рамы подразделяют на сплошные, решетчатые и смешанные. Каркас со сплошными рамами удобен в монтаже и дает хороший интерьер помещения. Так как габариты элементов сплошной рамы невелики, жесткость ее оказывается несколько пониженной. Сплошные рамы применяются в каркасах перекрытий перронов, выставочных павильонов, гаражей при относительно небольших пролетах от 40 до 60 м. Решетчатые рамы отличаются большими габаритами ригеля и стоек, более сложной конструкцией, но вместе с тем и большей жесткостью наряду с меньшим, чем у сплошных рам, расходом металла. Решетчатые рамы перекрывают пролеты до 150 м. Рамы смешанной конструкции имеют сплошные стойки и решетчатый ригель. Основная область применения таких рам — промышленные здания. В конструкциях рам с шарнирным опиранием стойки принимаются переменного сечения. При расположении шарниров в опорных узлах ригеля рамы упрощается конструкция сопряжения ригеля и стоек; оказывается целесообразным фундамент раздельного типа с мощным наружным массивом, воспринимающим усилие от наклонного пояса стойки. При очень больших пролетах (/ = 120 150 м) прогиб ригеля становится значительным по абсолютной величине и может оказаться препятствием для нормальной эксплуатации покрытия. В этом случае целесообразна решетчатая рама с жесткой заделкой стоек в фундаменты. В смешанных конструкциях рам для промышленных зданий колонны постоянного сечения применяются в цехах с кранами, грузоподъемностью до 30 т; колонны переменного сечения устраиваются в цехах с кранами грузоподъемностью свыше 30 т. Конструкция колонн, изображенная на рис. 38.1, м, принимается с целью раздельного восприятия нагрузок от ригеля рамы и крана, в соответствии с чем они имеют шатровую и подкрановую ветви. Такие колонны целесообразны при низко сидящих мостовых кранах большой грузоподъемности.  Рис. 1. Конструктивные схемы рам а — сплошных; б — г — сквозных; д — смешанных Смешанные рамы имеют в большинстве случаев жесткое сопряжение стоек с фундаментом и ригелем. Встречаются смешанные рамы с шарнирным сопряжением ригеля и стоек. Пространственная схема каркаса в основных своих частях зависит от типа основной несущей конструкции (рамы), от характера действующих нагрузок и от конструкций стен и кровли. Рамы объединяются в пространственный каркас, воспринимающий нагрузки любого направления с помощью прогонов кровли, ригелей фахверка стен, подкрановых балок и связей жесткости. Каркас должен быть построен так, чтобы была обеспечена местная устойчивость всех его деталей и неизменяемость сочленения в целом. Могут быть различные варианты построения каркаса в зависимости от конструкции рамы. Наиболее простой является схема каркаса с использованием сплошных рам в качестве основной несущей конструкции. Пролеты между рамами перекрываются прокатными либо составными прогонами. Расстояния между прогонами подбираются в соответствии с конструкцией кровли. Общая неизменяемость каркаса обеспечивается с помощью связей жесткости, объединяющих две соседние рамы в один неизменяемый блок. Такие блоки устраиваются у торцов здания и через 50—60 м по его длине. Для обеспечения более высокой поперечной жесткости каркаса устраиваются продольные связи, располагаемые в крайних панелях ригелей рам между прогонами. Устойчивость верхних и нижних поясов ригелей в направлении из плоскости рам обеспечивается прогонами, которые включены в систему связей жесткости. Устойчивость стоек в направлении из плоскости рам может быть повышена введением в каркас продольных горизонтальных связей.  Рис. 2. Пространственная схема каркаса со сплошными рамами  Рис. 3. Пространственная схема каркаса со сквозными рамами Пространственная схема каркаса с решетчатыми рамами характерна более сложной системой связей жесткости. Для перекрытия больших пролетов требуются ригели высотой 8—10 м, вследствие чего верхние и нижние пояса ригелей нуждаются в самостоятельных связях жесткости. На рис. 38.3 представлен вариант компоновки каркаса большепролетного здания ангара. Пространственная схема каркаса со смешанными рамами, изображенная на рис. 38.4, в известной мере напоминает схему каркаса решетчатых рам. Неизменяемость каркаса в делом обеспечивается здесь, как и в предыдущих случаях, постановкой связей между двумя смежными рамами и присоединением последующих рам к образующимся жестким блокам с помощью продольных элементов каркаса (прогонов кровли, подкрановых балок, распорок связей и ригелей фахверка стен). Каркасы промышленных зданий имеют большую протяженность и требуют разрезки температурными швами на отдельные отсеки, в пределах которых температурные деформации невелики.  Рис. 4. Пространственная схема каркаса со смешанными рамами  Рис. 5. Конструкция узлов рам а — сквозной; б — смешанной; в — сплошной Сечения элементов рам отличаются большим разнообразием. Сплошные рамы выполняются из сварных или клепаных двутавров постоянного или переменного сечения с использованием по возможности универсальной листовой стали, не требующей обработки продольных кромок. Рамы изготавливаются из отдельных частей, размеры которых согласуются с грузоподъемностью и габаритами транспортных средств. Сопряжения прогонов покрытия и ригелей сплошных рам выполняются так же, как сопряжения балочной клетки перекрытий; сопряжение ригеля со стойкой, показанное на рис. 5, в, характерно двумя монтажными стыками и утолщенным вкладным листом. Другие примеры узловых сопряжений представлены на рис. 5, а и б. Конструкции шарнирных опор рам аналогичны шарнирным опорам арок. Опорные части смешанных рам получают сильное развитие в их плоскости и крепятся к фундаменту анкерными болтами. Для выбора лучшего варианта решения каркаса производятся приблизительные расчеты прочности и устойчивости рамы. Такие расчеты призваны хотя бы очень грубо наметить размеры поперечных сечений ригеля и стоек рамы. Определив распор рамы, можно найти изгибающие моменты и нормальные силы в любом сечении ригеля и стоек. При заделке стоек в фундаменты рама имеет три лишних неизвестных. Принимая сплошную нагрузку на ригеле, получаем симметричную систему, в которой достаточно найти только два неизвестных — изгибающий момент в месте сопряжения стойки с ригелем и распор рамы. Первый приближенно можно определить, рассматривая ригель как балку, заделанную на опорах. Учитывая податливость заделки ригеля в стойки, получим Распор определяется по схеме трехшарнирной рамы. После вычисления М, Н, V рама становится статически определимой. Галерея Эстакадами называются сооружения мостового типа, имеющие большую длину по сравнению с шириной, предназначенные для пешеходного сообщения, для поддержания трубопроводов и т. д. Крытые эстакады называются галереями. Эстакады и галереи состоят из пролетного строения, опор, фундаментов и ограждения проезжей части (для галерей). Пролетное строение состоит из проезжей части, передающей нагрузку от людей, оборудования, перемещаемого материала на несущие конструкции и самих несущих конструкций со связями, которые обеспечивают пространственную неизменяемость пролетного строения, а также служат для восприятия ветровой нагрузки. Конструкция проезжей части включает в себя поперечины, уложенные или по прогонам, расположенным между несущими конструкциями на второстепенных балках при большой ширине эстакады, или прикрепленными непосредственно к поясам несущих конструкций. Вдоль проезжей части эстакад устраивают настилы из досок толщиной 4...5 см с зазором 2...3 см, что обеспечивает сток воды и предохраняет доски от гниения. В галереях укладывают сплошной настил или плиты по поперечным балкам.  Рис. 181. Схемы эстакад и галерей > Несущие конструкции эстакад и галерей в зависимости от пролета, нагрузок, способа их изготовления могут быть выполнены в виде цельных, составных, шпренгельных балок (рис. 181, а, б), подкосных систем (рис. 181, в), арок или ферм (рис. 181, г, д). Цельные балки в виде ряда прогонов применяются для пролетов в 2...4 м между опорами. При пролетах 6... 12 м применяют составные и шпренгельные балки и различные подкосные системы. При еще больших пролетах применяют арки или фермы. В открытых сооружениях, какими являются эстакады, элементы в законченном виде должны быть пропитаны водостойкими антисептиками или обмазаны водостойкими антисептическими пастами с нанесением гидроизоляции. В процессе сборки все врубки, врезки и подтески должны быть дополнительно промазаны пастами. В соединениях не должна застаиваться дождевая вода. Рассмотренные системы эстакад (галерей) являются конструкциями трудоемкими, требующими применения высококвалифицированных исполнителей. Более современными конструкциями заводского изготовления являются эстакады (галереи) из клееных деревянных и клеефанерных несущих конструкций. На рис. 182 приведено несколько вариантов конструкций пролетных строений галерей. На схемах (рис. 182, а и б) конструкции решены с полным разделением несущих (арки, балки) и ограждающих функций (плиты и панели ограждения). Несущие конструкции пролетных строений до 24 м выполнены в виде металлодеревянных арок с гнутоклееным верхним поясом. Плиты крыши и панели стен длиной 6 м укладываются и крепятся на поперечные клеедощатые рамы. Ограждения вместе с рамами воспринимают местную нагрузку и обеспечивают пространственную жесткость.  Рис. 182. Схемы поперечных сечений пролетного строения галерей > Несущие конструкции пролетного строения в виде клееных деревянных балок (рис. 182, б), выполняют одновременно роль стены (высота балок 2,5...3 м). Плиты пола уложены на поперечены, которые прикреплены с помощью деревянных клееных подвесок к двухскатным балкам покрытия галереи. Подвески выполняют роль ребер жесткости для высоких балок и вместе с поперечинами пола и балками покрытий обеспечивают пространственную жесткость. Пролетное строение может быть выполнено в виде шпренгельных клееных балок (рис. 182, б), а ограждение галереи — в виде панели-оболочки каркасного типа, представляющей собою ребристый каркас из древесины с обшивкой из фанеры. При жестком креплении оболочек к балкам и между собой они частично участвуют в совместной работе на изгиб пролетного строения. Пространственная конструкция пролетного строения в виде замкнутой цилиндрической оболочки кругового очертания (диаметр 4...6 м) показана на рис. 182, г. В этой конструкции совмещены несущие и ограждающие функции. Оболочки по длине собирают из отдельных элементов длиной 3 или 6 м, которые сопрягаются между собой с помощью вклеенных в каркас выпусков арматуры с последующим замоноличиванием стыков полимербетоном. Фанерная обшивка укрупненного элемента крепится к пространственному каркасу, состоящему из продольных и поперечных кольцевых клеедощатых ребер, соединенных между собой на вклеенных штырях. Нахлесточное сварное соединение При формировании такого соединения листовые детали размещают параллельно. Край одной заготовки частично перекрывает кромку другой. Способ применяют для сварки листов высотой 4-8 мм. Размер нахлеста должен слегка превышать суммарную толщину деталей. Поверхности при выполнении нахлесточного шва не требуют сложной подготовки. Достаточно зачистки кромок. Листы проваривают с 2 сторон, что исключает вероятность проникновения воды в зазор. При сварке внахлест заготовки прочно стягивают. Соединение делают косым, боковым, лобовым или комбинированным способами. Реже применяют заклепочные или прорезные швы. Нахлесточные соединения. Во втором случае прожигают отверстия в детали, расположенной сверху. После этого формируют кольцевой шов. При заклепочном соединении электрод ведут по периметру прорези в пластине. Когда применяется соединение внахлест Используют при работе с массивными деталями, перемещать которые с нужной точностью невозможно. Соединение внахлест нельзя применять при сварке заготовок, подвергающихся влиянию переменных нагрузок. Лобовые швы уместны при работе с листовыми конструкциями: обшивкой, емкостями, сосудами. Фланговые соединения предназначены для изготовления профильных объектов: стропил, колонн, мачт, подкрановых ферм. Швы с пазами и отверстиями используются для прикрепления настила к балкам. Технологические требования При формировании нахлесточного сварного соединения соблюдают следующие нормы: Согласно российским стандартам, внахлест можно укладывать арматурные пруты диаметром не более 2,5 см. При работе учитывают параметры электродов. Стержень диаметром 4-5 мм подойдет для сварки деталей толщиной 4-5 см. Нахлесточные швы выполняют ручным или полуавтоматическим аппаратом. Применяют контактные, ванно-шовные или электродуговые технологии. Соединение формируют длинными швами. Однако допустимо применение точечной сварки. |