Las vigas de celosía de madera se consideran sistemas de celosía. Granja: ¿qué es? Construcción de edificio. Armazón con cinturones de T de estante ancho con bordes paralelos de los estantes
Una granja es un sistema de varillas interconectadas en los nodos y que forman una estructura geométricamente invariable. Bajo una carga nodal, la rigidez de los nudos no afecta significativamente el funcionamiento de la estructura, y en la mayoría de los casos pueden considerarse articulados. En este caso, todos los tirantes experimentan únicamente fuerzas axiales de tracción o compresión.
Las granjas son más económicas que las vigas en términos de consumo de acero, pero requieren más mano de obra para su fabricación. La eficiencia de las armaduras en comparación con las vigas de pared maciza es mayor cuanto mayor es la luz y menor la carga.
Las granjas son planas (todas las varillas se encuentran en el mismo plano) y espaciales.
Las armaduras planas perciben la carga aplicada solo en su plano y deben fijarse con sus conexiones. Las armaduras espaciales forman una viga espacial rígida que toma la carga en cualquier dirección (Fig. 9.1).
Los elementos principales de las armaduras son los cinturones que forman el contorno de la armadura y la celosía, que consta de tirantes y bastidores (Fig. 9.2). La conexión de elementos en los nodos se lleva a cabo por adyacencia directa de algunos elementos a otros (Fig. 9.3 a) o con la ayuda de refuerzos nodales (Fig. 9.3 b). Los elementos de la armadura se centran a lo largo de los ejes del centro de gravedad para reducir los momentos nodales y garantizar el funcionamiento de las barras para fuerzas axiales.
1 – cinturón superior; 2 – cinturón inferior; 3 – tirantes; 4 - bastidores
un - con adyacencia directa de elementos; b - en refuerzos
La distancia entre los nodos adyacentes de los cinturones se denomina panel (d in es el panel del cinturón superior, d n es el inferior), y la distancia entre los soportes se denomina tramo ( yo).
Los cordones de armadura funcionan para fuerzas y momentos longitudinales (similares a los cordones de viga sólida); la celosía del truss percibe principalmente la fuerza transversal, realizando las funciones del alma de la viga.
El signo de fuerza (menos - compresión, más - tensión) en los elementos de celosía de armaduras con cuerdas paralelas se puede determinar utilizando la "analogía de la viga".
Las armaduras de acero se utilizan ampliamente en muchas áreas de la construcción; en revestimientos y techos de edificios industriales y civiles, puentes, soportes de líneas de transmisión de energía, instalaciones de comunicación, televisión y radiodifusión (torres, mástiles), pasos elevados de transporte, compuertas hidráulicas, grúas, etc.
Las granjas tienen un diseño diferente según el propósito, las cargas y se clasifican según varios criterios:
según el esquema estático- viga (cortada, continua, en voladizo); arqueado, marco, combinado (Fig. 9 4);
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| Figura 9.4. Sistemas de vigas |
un - haz dividido; b - continuo; en, e - consola; g- arqueado; mi- marco; w- conjunto
a lo largo de las líneas de los cinturones- con correas paralelas, trapezoidales, triangulares, poligonales, segmentadas (Fig. 9.5);
por sistema de celosía– triangular, oblicua, cruzada, rómbica
y otros (Fig. 9.6);
por el método de conectar elementos en nodos– soldado, remachado, atornillado;
por el máximo esfuerzo- ligero - de pared simple con secciones de perfiles laminados (fuerza N kN) y pesado - de dos etapas con elementos de una sección compuesta (N > 300 kN).
Intermedios entre una cercha y una viga se encuentran los sistemas combinados que consisten en una viga reforzada desde abajo con una cercha o arriostramientos o un arco (en la parte superior). Los elementos de refuerzo reducen el momento de flexión en la viga y aumentan la rigidez del sistema (Fig. 9.4, bien). Los sistemas combinados son fáciles de fabricar (tienen un menor número de elementos) y son racionales en estructuras pesadas, así como en estructuras con cargas en movimiento.
La eficiencia de los trusses y los sistemas combinados se puede aumentar pretensándolos.
En cerchas de estructuras de grúas móviles y cubiertas de grandes luces, donde la reducción del peso de la estructura da un gran efecto económico, se utilizan aleaciones de aluminio.
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un - triangular; b - triangular con postes adicionales; en - oblicuoconllaves ascendentes; g- diagonal con llaves descendentes; mi- atado; mi- equis; f- equis; y - rómbico; para - semidiagonal
9.2. Disposición de la estructura de armadura
Selección del esquema estático y contorno de la armadura: la primera etapa del diseño estructural., según el propósito y el diseño arquitectónico de la estructura y se realiza sobre la base de una comparación de posibles opciones.
Los sistemas de división de vigas han encontrado aplicación en cubiertas de edificios, puentes, galerías de transporte y otras estructuras. Son fáciles de fabricar e instalar, no requieren ensamblajes complejos, pero son muy intensivos en metal. Con luces de viga de 40 m, se obtienen cerchas partidas sobredimensionadas, y se ensamblan durante la instalación.
Para dos o más vanos superpuestos, se utilizan cerchas continuas. Son más económicos en cuanto al consumo de metal y tienen mayor rigidez, lo que permite reducir su altura. No se recomienda el uso de armaduras continuas con suelos blandos, ya que surgen fuerzas adicionales durante el asentamiento de los apoyos. Además, la continuidad complica la instalación.
Las armaduras de marco son más económicas en términos de consumo de acero, tienen dimensiones más pequeñas, pero son más difíciles de instalar. Es racional usarlos para edificios de gran envergadura. Los sistemas arqueados ahorran acero, pero conducen a un aumento en el volumen de la habitación y la superficie de las estructuras de cerramiento. Su aplicación está dictada por los requisitos arquitectónicos. Los trusses en voladizo se utilizan para cobertizos, torres, soportes de líneas eléctricas.
Los contornos de las armaduras deben corresponder a su esquema estático y al tipo de cargas que determinan el diagrama de momentos flectores. Para las armaduras de techo, es necesario tener en cuenta el material del techo y la pendiente requerida para garantizar el drenaje, el tipo de unión con las columnas (rígidas o articuladas) y otros requisitos tecnológicos.
Los contornos de los cinturones de armadura determinan su eficiencia. El más económico en cuanto al consumo de acero es el truss, perfilado por el diagrama de momentos. Para un sistema de vigas de un solo vano con una carga uniformemente distribuida, será granja de segmentos con un cinturón parabólico (ver fig. 9.5, un). Sin embargo, las correas curvas son muy laboriosas de fabricar, por lo que estos trusses se usan muy raramente. Las fincas poligonales son más utilizadas (ver Figura 9.5, b). En trusses pesados de grandes luces, las dificultades estructurales adicionales debidas a la rotura de las correas en los nodos no son tan notables, ya que, debido a las condiciones de transporte, las correas en tales trusses deben unirse en cada nodo.
Para cerchas ligeras, el contorno de un polígono no es racional, ya que la complicación de los nodos no se compensa con el ahorro de acero.
Granjas trapezoidal ( ver figura 9.5, en), aunque no se corresponden exactamente con el diagrama de momentos, tienen ventajas constructivas debido a la simplificación de los nodos. Además, el uso de dichas armaduras en el revestimiento le permite organizar un conjunto de marco rígido, lo que aumenta la rigidez del edificio.
Fincas con paralelo cinturones (Fig. 9 5, GRAMO) están lejos del diagrama de momentos en su contorno y antieconómicos en términos de consumo de acero. Sin embargo, las longitudes iguales de los elementos de celosía, el mismo esquema de nodos, la repetibilidad de elementos y partes, la posibilidad de su unificación contribuyen a la industrialización de su fabricación. Por ello, las cerchas de fajas paralelas se han convertido en las principales para la cobertura de naves industriales.
Granjas triangular contornos (ver fig.9.5, dr.,y) son racionales para sistemas en voladizo y para sistemas de vigas con una carga concentrada en el centro del vano (vigas de viga). La desventaja de estas granjas es el mayor consumo de metal bajo una carga distribuida; el conjunto de los apoyos afilados es complejo y sólo permite la articulación con las columnas, las riostras intermedias son muy largas y deben seleccionarse de acuerdo con la máxima flexibilidad, lo que conduce a un consumo excesivo de metal. Sin embargo, a veces se utilizan para estructuras de truss, cuando es necesario proporcionar una gran pendiente del techo (más del 20%) o para crear una iluminación uniforme de un solo lado (revestimientos de cobertizos).
La luz o longitud de las armaduras está determinada por los requisitos operativos y la solución de diseño general de la estructura y es recomendada por el diseñador.
Cuando el tramo no esté dictado por requisitos tecnológicos (por ejemplo, pasa a desnivel que soportan tuberías, etc.), se asigna sobre la base de consideraciones económicas, al costo total más bajo de armaduras y soportes.
La altura de las armaduras triangulares (ver fig. 9.5, d) es una función de la luz y la pendiente de la armadura (25-45 0), lo que da la altura de las armaduras h 
. La altura suele ser superior a la requerida, por lo que las cerchas triangulares no son económicas. La altura de la armadura se puede reducir dando a la cuerda inferior un contorno elevado (consulte la Figura 9.5, GRAMO), pero el nudo de anclaje no debe ser muy afilado.
Para la altura de cerchas trapezoidales y cerchas de cuerdas paralelas
no hay restricciones de diseño, la altura del truss se toma de la condición de menor peso del truss. El peso de la armadura es la suma del peso de las correas y la celosía. El peso de las correas disminuye al aumentar la altura de la armadura, ya que las fuerzas en las correas son inversamente proporcionales a la altura h
El peso de la celosía, por el contrario, aumenta con la altura del truss, a medida que aumenta la longitud de las riostras y los bastidores, por lo que la altura óptima de los trusses es 1/4 - 1/5 del tramo. Esto lleva a que con una luz de 20 m, la altura de la cercha sea mayor que el máximo (3,85 m) permitido por las condiciones de transporte. Por lo tanto, teniendo en cuenta los requisitos de transporte, instalación, unificación, la altura de los trusses se toma dentro de 1/7 - 1/12 del tramo (incluso menos para trusses livianos).
La altura de truss más pequeña posible está determinada por la desviación permitida. En las cubiertas de cubiertas convencionales, la rigidez de las cerchas supera la requerida. En las estructuras que funcionan con una carga en movimiento (trusses de bastidores de grúas, puentes grúa, etc.), los requisitos de rigidez son tan altos
(F/yo= 1/750 - 1/1000) que dictan la altura de la cercha.
La flecha de la armadura se determina analíticamente mediante la fórmula de Mohr
donde Ni- fuerza en el alma de una carga dada; - fuerza en la misma barra de una fuerza igual a uno, aplicada en el punto de determinación de la desviación en la dirección de la desviación.
Dimensiones de los paneles debe corresponder a las distancias entre los elementos que transfieren la carga a la armadura, y corresponder al ángulo óptimo de inclinación de los arriostramientos, que es de aproximadamente 45 0 en una celosía triangular, y 35 0 en una celosía diagonal. Por consideraciones de diseño - el contorno racional de la cartela en el nudo y la conveniencia de sujetar las riostras - es deseable un ángulo cercano a 45 0.
En cerchas de cubierta se toman medidas de panel en función del sistema techumbre.
Es deseable asegurar la transferencia de la carga desde el techo a los nodos de la armadura para excluir el trabajo de la correa en la flexión. Por tanto, en pavimentos de grandes dimensiones de hormigón armado o losas metálicas, se supone que la distancia entre nudos es igual al ancho de la losa (1,5 m o 3 m), y en pavimentos a lo largo de tramos
– Distancia entre tramos (de 1,5 m a 4 m). A veces, para reducir el tamaño del panel del cinturón, se adopta una celosía (ver Fig. 9.6, d).
La unificación y modulación de las dimensiones geométricas de los trusses permite estandarizar tanto los propios trusses como los elementos adyacentes a ellos (vigas, conexiones, etc.). Esto conduce a una reducción en la cantidad de tamaños estándar de piezas y hace posible utilizar equipos especializados para la producción en masa de estructuras y cambiar a la producción en masa.
En la actualidad, se han unificado los esquemas geométricos de las armaduras de armaduras de edificios industriales, puentes, mástiles de radio, torres de radio, soportes de líneas de transmisión de energía.
Ascensor de construcción. En trusses de grandes luces (más de 36 m), así como en trusses fabricados con aleaciones de aluminio o aceros de alta resistencia, se producen grandes flechas, que empeoran apariencia diseño e inaceptable para las condiciones de operación.
El dispositivo de elevación de trusses evita la flacidez de los trusses, es decir,
producción de trusses con curvatura inversa, que se extingue bajo la acción de la carga, y el truss toma la posición de diseño. La elevación de la construcción se asigna igual a la deflexión de la constante más la mitad de las cargas temporales. Para cubiertas planas y luces superiores a 36 m, la elevación del edificio debe tomarse, independientemente de la luz, igual a la deflexión de la carga estándar total más 1/200 de la luz.
El levantamiento de la construcción se proporciona doblando las unidades de montaje (Fig. 9.7).
Sistemas de celosía truss y sus características. La celosía del truss trabaja con una fuerza transversal, actuando como una pared de una viga sólida.
El peso de la armadura, la complejidad de su fabricación y la apariencia dependen del sistema de celosía. Dado que la carga en la granja se transmite en nodos, la red debe corresponder al patrón de aplicación de la carga.
Sistema de celosía triangular. En armaduras trapezoidales o con correas paralelas, un sistema de celosía triangular es racional
(ver figura 9.6, un), que da la menor longitud total de la celosía y el menor número de nudos con la trayectoria de fuerza más corta desde el lugar de aplicación de la carga hasta el apoyo. En las armaduras que soportan las correas del techo o las vigas de la plataforma, a menudo se agregan postes adicionales a la celosía triangular (Fig. 9.6, b) y, en ocasiones, suspensiones, lo que permite reducir la distancia entre los nudos del truss. Los estantes adicionales también reducen la longitud estimada de la banda comprimida. Los bastidores adicionales funcionan solo para carga local y no participan en la transferencia de fuerza transversal al soporte.
Arroz. 9.7. Esquemas de elevación de construcción con uno ( un) y varios(b) juntas de dilatación
La desventaja del sistema triangular es la presencia de tirantes comprimidos largos (ascendentes en cerchas con cuerdas paralelas y descendentes en cerchas triangulares).
Sistema de rejilla diagonal, se utiliza en alturas de truss bajas, así como cuando se transmiten grandes fuerzas a lo largo de los bastidores (con una gran carga nodal).
La celosía diagonal es más laboriosa que la triangular, requiere un gran consumo de metal, ya que a igual número de paneles en la cercha, la longitud total de la celosía diagonal es mayor, y tiene más nudos. La trayectoria de la fuerza desde el nodo hasta el soporte en la red diagonal es más larga; atraviesa todas las varillas y nodos de la red.
Sistemas de rejillas especiales, utilizado en alturas de truss altas (aproximadamente 4 - 5 m). Para reducir el tamaño del panel, manteniendo el ángulo normal de inclinación de los arriostramientos, se utiliza una celosía atirantada (ver Fig. 9.6, d). El dispositivo de la celosía atada es más laborioso y requiere un consumo adicional de metal; sin embargo, tal celosía permite obtener una distancia racional entre los elementos de la estructura transversal en un ángulo racional de inclinación de los tirantes y reducir la longitud estimada de las barras comprimidas.
La rejilla atirantada se utiliza para techos empinados y luces relativamente grandes ( yo= 20 - 24m) para una armadura triangular (ver fig. 9.5, mi).
En las granjas que operan con una carga de dos lados, organizan equis rejilla (ver fig. 9.6, mi). Dichos entramados incluyen entramados de entramados horizontales que cubren edificios industriales, puentes y otras estructuras, entramados verticales de torres, mástiles y edificios altos.
Rómbico y semidiagonal rejillas (ver fig. 9.6, y,para) debido a dos sistemas de tirantes tienen una gran rigidez; estos sistemas se utilizan en puentes, torres, mástiles, durmientes para reducir la longitud efectiva de las varillas y son especialmente racionales cuando las estructuras operan con grandes fuerzas transversales.
Asegurando la estabilidad de las armaduras.. Una armadura plana es inestable desde su plano, por lo tanto, debe unirse a una estructura más rígida o conectarse con lazos a otra armadura, como resultado de lo cual se forma una viga espacial estable (Fig. 9.8, un). Porque esto
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| Arroz. 9.8. Atar trusses en sistemas espaciales |
1 - diafragma
la viga espacial es cerrada en sección transversal, tiene una alta rigidez a la torsión ya la flexión en la dirección transversal, por lo que la pérdida de su estabilidad global es imposible. Estructuras de puentes, grúas, torres, mástiles, etc. también son barras espaciales, que consisten en cerchas (Fig. 9.8, b).
En las cubiertas de edificios, debido a la gran cantidad de cerchas de cubierta plana colocadas una al lado de la otra, la solución se vuelve más complicada, por lo que las cerchas conectadas entre sí únicamente por vigas pueden perder estabilidad.
Su estabilidad está garantizada por el hecho de que dos armaduras adyacentes se sujetan con lazos en el plano de los cordones superior e inferior y los lazos transversales verticales (Fig. 9.9, b). Otros trusses están unidos a estos bloques rígidos.
elementos horizontales que evitan el movimiento horizontal de los cordones de la armadura y aseguran su estabilidad (vigas y puntales ubicados en los nudos de la armadura). Para que la correa asegure el nodo de la armadura en la dirección horizontal, debe estar unida a
punto fijo - el nodo de conexiones horizontales.
1 – carreras; 2 – granjas; 3 – conexiones horizontales; 4 – enlaces verticales; 5 – bloque espacial
9.3. Tipos de secciones de tensores
Los tipos más comunes de secciones de elementos de armadura ligera se muestran en la Fig. 9.10.
En cuanto al consumo de acero, la sección tubular es la más eficiente (Fig. 9.10, un). La tubería tiene una buena aerodinámica, por lo que la presión del viento es menor, lo cual es importante para estructuras altas (torres, mástiles, grúas). La escarcha y la humedad no permanecen en las tuberías, por lo que son resistentes a la corrosión; son fáciles de limpiar y manchar. Esto aumenta la durabilidad de las estructuras tubulares.
Para evitar la corrosión de los planos internos, los elementos tubulares deben sellarse. Sin embargo, ciertas dificultades estructurales en el acoplamiento de elementos tubulares y el alto costo de las tuberías limitan su uso.
Secciones cerradas dobladas rectangulares (Fig. 9.10, b) tienen casi las mismas ventajas que los tubulares, permiten simplificar las uniones de los elementos y encontrados aplicación amplia. Sin embargo, las cerchas de perfiles cerrados doblados con nudos biselados requieren una alta precisión de fabricación.
Las dificultades tecnológicas no permiten producir perfiles doblados con un espesor de más de 10-12 mm. Esto limita su uso.
Además, las grandes deformaciones plásticas en los ángulos de flexión reducen la fragilidad del acero.
A menudo, las secciones de elementos de armadura se toman de diferentes tipos de perfiles: correas de vigas en I, una celosía de perfiles cerrados doblados o correas de tees, una celosía de esquinas pareadas o individuales. Esta solución resulta ser más racional.
En trusses espaciales (torres, mástiles, brazos de grúas, etc.), donde la correa es común a dos trusses, su sección transversal debe proporcionar un emparejamiento conveniente de elementos en diferentes planos. Este requisito se cumple mejor con una sección tubular.
En armaduras tetraédricas con poco esfuerzo, el tipo más simple de sección de la correa es una sola esquina o una sección transversal de dos esquinas. Con gran esfuerzo, también se utilizan vigas en I.
Los elementos comprimidos de las armaduras deben diseñarse igualmente estables en dos direcciones perpendiculares entre sí.
En cada caso específico, la elección del tipo de sección de los elementos de truss está determinada por las condiciones de funcionamiento de la estructura (el grado de agresividad del medio ambiente, la naturaleza y el lugar de aplicación de las cargas, etc.), la posibilidad de fabricación , la disponibilidad de surtido y las consideraciones económicas.
Varillas de armadura pesadas difieren de los pulmones en secciones más poderosas y desarrolladas, compuestas de varios elementos. Las secciones de tales varillas generalmente se diseñan como de doble pared (Fig. 9.11), y las conjugaciones nodales se realizan utilizando refuerzos ubicados en dos planos. Las barras de las cerchas pesadas (tirantes, bielas y cordones) tienen secciones diferentes, pero por la comodidad del emparejamiento en los nudos, el ancho de los elementos “ en” debería ser el mismo.
Para las correas de armadura, es deseable utilizar secciones que tengan dos ejes de simetría, lo que facilita la unión en el nudo de dos secciones de paneles adyacentes de diferentes áreas y no crea un momento adicional debido al desajuste de los centros de gravedad de estos. secciones.
Armazones pesados que trabajan con cargas dinámicas ( puentes ferroviarios, grúas, etc.), a veces también están diseñados remachados, pero básicamente, por regla general, están diseñados a partir de varillas soldadas con unidades de montaje en pernos de alta resistencia.
Se utilizan los siguientes tipos de secciones de barras de armaduras de acero pesado:
en forma de H(figura 9.11, b) - dos hojas verticales conectadas por una hoja horizontal, así como remachadas desde cuatro esquinas desiguales conectadas por una hoja horizontal (Fig. 9.11, en). El desarrollo de tales secciones en paneles adyacentes se lleva a cabo mediante la fijación de láminas verticales adicionales (Fig. 9.11, GRAMO). Tales secciones requieren mucha mano de obra. Si el diseño no está protegido contra
precipitación, luego en los elementos horizontales es necesario dejar agujeros para el drenaje del agua con un diámetro de 50 mm. Las secciones en forma de H se utilizan para cuerdas y tornapuntas.
sección del canal consta de dos canales colocados con estantes en el interior (Fig. 9.11, d); Se utilizan canales laminados y compuestos. Tal sección es conveniente para elementos comprimidos, especialmente si son largos. La desventaja de la sección del canal es la presencia de dos ramas, que deben conectarse con tablones o rejillas (similares a las columnas comprimidas centralmente).
sección de caja consta de dos elementos verticales conectados por una hoja horizontal desde arriba (Fig. 9.11, mi,bien). Aplicado en
Figura 9.11. Tipos de secciones de barras de trusses pesados.
principalmente para los cordones superiores de armaduras de puentes pesados. La rigidez de la sección aumenta si las láminas verticales se conectan desde abajo con una celosía (Fig. 9.11, bien) o chapa perforada.
pared simple doble tee consiste en una viga en I laminada soldada o de estante ancho, colocada verticalmente (Fig. 9.11, y).
Varillas tubulares se utilizan en trusses soldados pesados, tienen las mismas ventajas que en trusses ligeros.
Sección de caja cerrada(figura 9.11, k, l, m) tiene una mayor rigidez a la flexión y a la torsión, por lo que se utiliza para elementos comprimidos largos de armaduras pesadas. La sección se puede realizar tanto a partir de elementos plegados como soldados, formados por cuatro chapas.
9.4. Cálculo de granja
Determinación de la carga de diseño. Toda la carga actuando
generalmente se aplica al truss en los nodos del truss, a los cuales se unen los elementos de la estructura transversal (correas del techo o techos caídos) transfiriendo la carga a la granja. Si la carga se aplica directamente al panel, en el esquema de diseño principal también se distribuye entre los nodos más cercanos, pero además se tiene en cuenta la flexión local del cordón de la carga ubicada en él. La correa de armadura se considera como una viga continua con apoyos en los nudos.
constante, que incluye el peso propio de la cercha y de toda la estructura soportada (cubiertas con aislamiento, linternas, etc.).
temporal- cargas de equipos de transporte subterráneo suspendidos, carga útil que actúa sobre un piso de ático suspendido de una armadura, etc.
Corto plazo Por ejemplo , atmosférico- nieve, viento.
La carga constante calculada que actúa sobre cualquier nodo de truss depende del área de carga a partir de la cual se ensambla (fig. 9.12) y está determinada por la fórmula
¿Dónde está el peso propio de la armadura y los lazos, kN / m? proyección horizontal del techo; - peso del techo, kN/m?; - el ángulo de inclinación del cinturón superior al horizonte; - distancia entre fincas; y - paneles adyacentes al nodo; - factor de fiabilidad para carga constante.
En nodos separados, la carga del peso de la linterna se suma a la carga obtenida por la fórmula (9.2).
La nieve es una carga temporal y solo puede cargar parcialmente la granja; cargar la mitad de la armadura con nieve puede no ser beneficioso para los puntales medianos.
La carga nodal de diseño de la nieve está determinada por la fórmula:
¿Dónde está el peso de la capa de nieve por 1 m? proyección horizontal del techo; - factor de fiabilidad para la carga de nieve.
Significado “ S” debe determinarse teniendo en cuenta la posible distribución desigual de la capa de nieve cerca de la linterna o los cambios de elevación.
La presión del viento se tiene en cuenta solo en superficies verticales, así como en superficies con un ángulo de inclinación con respecto al horizonte de más de 30 0, lo que ocurre en torres, mástiles, pasos elevados, así como en cerchas triangulares empinadas y linternas. La carga del viento se reduce a nodal. La carga de viento horizontal sobre la linterna no se tiene en cuenta al calcular la estructura del techo, ya que su efecto sobre el funcionamiento de la estructura no es significativo.
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| Arroz. 9.12. Esquema de calculo de la finca. |
9.5. Determinación de fuerzas en barras de armadura
Al calcular armaduras con varillas desde ángulos o tees, se supone que hay bisagras ideales en los nodos del sistema, los ejes de todas las varillas son rectilíneos, ubicados en el mismo plano y se cruzan en los centros de los nodos (ver Fig. 9.12). Las varillas de dicho sistema funcionan solo con fuerzas no axiales: las tensiones que se encuentran a partir de estas fuerzas son las principales.
En armaduras con varillas que tienen mayor rigidez, el efecto de la rigidez de las juntas en los nudos es más significativo. Los momentos que se producen en los nudos hacen que se produzcan antes deformaciones plásticas y reducen la resistencia a la fragilidad del acero. Por lo tanto, para secciones de vigas en I, tubulares y en forma de H, se permite el cálculo de vigas en un sistema articulado con una relación entre la altura de la sección y la longitud de no más que para estructuras operadas a una temperatura de diseño de al menos -40 0 C Con un aumento en estas relaciones, momentos de flexión adicionales en las varillas de la rigidez del nudo.
En los cordones superiores de trusses, con apoyo continuo de los tableros sobre ellos (distribución uniforme de la carga sobre los cordones de truss), se permite calcular los momentos según las siguientes fórmulas:
momento de tránsito en el panel final
;
momento de luz de los paneles intermedios
;
momento en nudo (referencia)
,
Además, surgen tensiones de momentos en las varillas como resultado del centrado incompleto de las varillas en los nodos. Estos esfuerzos, que no son los principales cálculos, no se tienen en cuenta, ya que las excentricidades admisibles en las cerchas son pequeñas.
El desplazamiento del eje de los cordones de la armadura al cambiar las secciones no se tiene en cuenta si no supera el 1,5% de la altura del cordón.
El cálculo de trusses debe realizarse en una computadora, lo que le permite calcular cualquier esquema de truss para cargas estáticas y dinámicas.
El uso de una computadora permite obtener las fuerzas de diseño en las varillas, teniendo en cuenta las combinaciones de cargas requeridas, para optimizar el diseño, es decir Encuentre la disposición óptima del truss, el material de las varillas, el tipo de sección, etc. y obtenga la solución de diseño más económica.
En ausencia de una computadora, las fuerzas en las barras de armadura se determinan mediante un método gráfico, es decir, construcción de diagramas de Maxwell-Cremona, o analítico (método de corte de nodos). Además, para cada tipo de carga (carga de revestimiento, transporte aéreo, etc.) construyen su propio diagrama. Para armaduras con esquemas simples (por ejemplo, con cuerdas paralelas) y un pequeño número de varillas, la determinación analítica de las fuerzas es más sencilla.
Si la armadura funciona con una carga en movimiento, la fuerza máxima en las varillas de la armadura se determina a lo largo de la línea de influencia.
De acuerdo con la clasificación de combinaciones de cargas (principales y especiales), las fuerzas se determinan por separado para cada tipo de combinación y la capacidad portante de las varillas se determina por la fuerza máxima de diseño final.
Se recomienda anotar los resultados del cálculo estático en una tabla, que debe contener los valores de las fuerzas de una carga constante, de posibles combinaciones de cargas vivas (por ejemplo, de carga unilateral con nieve), así como las fuerzas de diseño como resultado de sumar las fuerzas con la carga más desfavorable para todos posibles combinaciones cargas
9.6. Determinación de la longitud efectiva de las barras.
En el momento de la pérdida de estabilidad, la varilla comprimida se abomba, gira alrededor de los centros de los nudos correspondientes y, debido a la rigidez de las cartelas, hace que las varillas restantes giren y se doblen en el plano de la armadura.
Las barras adyacentes resisten la flexión y la rotación del conjunto y
Impiden la flexión libre de la varilla, que pierde estabilidad.
Las barras de tensión proporcionan la mayor resistencia a la rotación del nudo. Las varillas comprimidas tienen poca resistencia a la flexión.
Así, las varillas más tensadas se unen a la varilla comprimida y más potentes son (mayor es su rigidez por unidad de longitud), mayor es el grado de pinzamiento de la varilla y menor su longitud estimada; se puede despreciar el efecto de las varillas comprimidas sobre el aplastamiento.
La correa comprimida resulta estar débilmente pellizcada en los nodos, ya que solo una abrazadera estirada se une a cada lado, cuya rigidez lineal es mucho menor que la rigidez lineal de la correa. Por lo tanto, el pinzamiento de la correa comprimida en el margen de estabilidad puede despreciarse y su longitud estimada puede tomarse igual a la distancia entre nodos adyacentes.
Por lo tanto, con un mayor grado de pinzamiento, la longitud calculada del alma es menor
donde es el factor de reducción de longitud, dependiendo del grado de pinzamiento;
Distancia entre centros de nodos.
De acuerdo con las normas, el factor de reducción de longitud "" de los elementos de celosía de
esquinas en el plano de la armadura es 0,8. Luego, la longitud calculada en el plano de la armadura se determina con cierto margen, especialmente para los arriostramientos intermedios, cuya rigidez es baja en comparación con las varillas adyacentes.
La excepción es la riostra ascendente de apoyo, cuyas condiciones de funcionamiento en el plano de la celosía son las mismas que las del cordón superior, por lo que la longitud calculada de la riostra de apoyo en el plano de la celosía se toma igual a la distancia entre los centros de los nodos.
La longitud estimada del cinturón en un plano perpendicular al plano de la armadura se toma igual a la distancia entre los nodos, fijada por lazos por desplazamiento desde el plano de la armadura.
En techos sin correas, la cuerda superior de las armaduras de armadura se fija en el plano del techo con losas o paneles de cubierta unidos a cuerdas de armadura en cada nodo. En este caso, el ancho de una losa se toma como la longitud estimada de la correa desde el plano de la armadura.
La longitud calculada de las varillas de la celosía cuando se doblan fuera del plano de la armadura se toma igual a la distancia entre los centros geométricos de los nudos, ya que las cartelas son muy flexibles y se consideran bisagras de hojas.
En trusses tubulares con nudos sin forma, la longitud calculada de la riostra, tanto en el plano de la truss como desde ella, teniendo en cuenta el aumento de la rigidez torsional de las secciones cerradas, se aplicará igual a 0,9.
En otros casos, la longitud calculada de los elementos de truss se toma a lo largo de la normal.
9.7. Máxima flexibilidad de las varillas
Los elementos estructurales deben diseñarse a partir de varillas rígidas. De particular importancia es la flexibilidad "" para varillas comprimidas que pierden estabilidad durante el pandeo.
Incluso con fuerzas de compresión insignificantes, la flexibilidad de las varillas comprimidas no debe ser demasiado grande, ya que las varillas flexibles se doblan fácilmente por influencias aleatorias, se hunden y vibran bajo cargas dinámicas. Por lo tanto, para las varillas comprimidas, se establece la máxima flexibilidad, según el propósito de la varilla y el grado de su carga.
, donde es la fuerza de diseño, es la capacidad portante de la varilla:
correas comprimidas, así como postes de soporte y tirantes,
transmitir reacciones de apoyo……………………………………………… 180-60
otros tirantes comprimidos………………………………………………………… 210-60
varillas comprimidas de conexiones……………………………………………………………………200
En este caso, se acepta al menos 0,5.
Las varillas estiradas de las estructuras tampoco deben ser demasiado flexibles, ya que pueden doblarse durante el transporte y la instalación.
Las varillas deben tener suficiente rigidez, especialmente en estructuras sujetas a influencias dinámicas.
Para vigas de celosía a tracción sometidas a cargas dinámicas, se establecen los siguientes valores de esbeltez última:
Cuerdas estiradas y tirantes de apoyo…………………………………………250
otras barras de armadura tensadas………………………………………….350
tirantes estirados………………………………………………………….400
En estructuras que no están sujetas a acciones dinámicas, la flexibilidad de las barras de tensión se limita solo en el plano vertical (para evitar un pandeo excesivo), estableciendo la máxima flexibilidad para todas las barras en tensión.
9.8. Selección de secciones de elementos de truss.
En granjas de perfiles laminados y doblados, para la conveniencia de recoger metal, no se aceptan más de 5-6 calibres de perfiles.
Desde la condición de garantizar la calidad de la soldadura y aumentar la resistencia a la corrosión, el grosor de los perfiles (tuberías, secciones dobladas) no debe ser inferior a 3 mm, y para las esquinas, inferior a 4 mm. Para evitar daños a las varillas durante el transporte y la instalación, no se deben utilizar perfiles de menos de 50 mm.
Los productos laminados de perfil se suministran con una longitud de hasta 12 m, por lo tanto, en la fabricación de trusses con una luz de 24 m (inclusive), los elementos de la correa adquieren una sección constante.
Para reducir el consumo de acero, es recomendable, especialmente a fuerzas y cargas elevadas, diseñar los elementos del truss (correas, tirantes de apoyo) con acero de alta resistencia, y el resto de elementos con acero ordinario.
La elección del acero para trusses se realiza de acuerdo con las normas. Dado que los tirantes operan en condiciones relativamente favorables (estado de tensión uniaxial, baja concentración de tensión, etc.), para ellos se utilizan aceros semi-calmos. Los refuerzos de armadura funcionan en condiciones difíciles (un campo plano de tensiones de tracción, la presencia de tensiones de soldadura, concentración de tensiones cerca de las costuras), lo que aumenta el riesgo de fractura por fragilidad, por lo tanto, se requiere acero de mayor calidad - - calma.
Es conveniente elaborar la selección de secciones de elementos de armadura en forma tabular (Tabla 9.1).
9.9. Selección de secciones de elementos comprimidos.
El estado límite de los elementos de armadura comprimidos está determinado por su estabilidad, por lo tanto, la capacidad portante de los elementos se verifica de acuerdo con la fórmula
(9.5)
donde es el coeficiente de condiciones de trabajo (según Ap. 14).
 |
El coeficiente “”, es función de la flexibilidad y del tipo de sección (ver Apéndice 8).
Para seleccionar una sección, es necesario delinear el tipo de sección, establecer la flexibilidad de la varilla, determinar el coeficiente "" según el Apéndice 8 y encontrar el área de la sección requerida
(9.6)
Con selección preliminar, se puede tomar para cinturones de cerchas ligeras y para celosía. 
. Mayores valores de flexión se aplican con menos esfuerzo.
De acuerdo con el área requerida, se selecciona un perfil adecuado de acuerdo con el surtido, se determinan sus características geométricas reales A, , ; . Con mayor flexibilidad, se especifica el coeficiente "" y la estabilidad se verifica mediante la fórmula (9.5). Si la flexibilidad de la barra se ajustó previamente de manera incorrecta y la prueba mostró un sobreesfuerzo o un subesfuerzo significativo (más del 5-10%), entonces la sección se corrige, tomando un valor intermedio entre los valores de flexibilidad preestablecidos y reales. La segunda aproximación suele lograr el objetivo.
La estabilidad local de los elementos comprimidos se puede considerar asegurada si el espesor de las alas y paredes de los perfiles es mayor que el requerido por la condición de estabilidad.
Para secciones compuestas, la flexibilidad límite de estantes y paredes se determina de acuerdo con las normas (ver Capítulo 2).
Ejemplo 9.1. Se requiere seleccionar la sección del cordón superior de la armadura de acuerdo con la fuerza de diseño
Longitudes de barra estimadas l x = 2.58; yo= 5,16 m. Material - acero C245; Ry= 24kN/cm2. Coeficiente de condiciones de trabajo ? con= 0,95; espesor del fuelle 12mm. En la medida en yo = 2l x, tomamos una sección en T de dos esquinas desiguales ubicadas juntas en estantes estrechos. Pedimos flexibilidad dentro de los límites recomendados para los cinturones: ?
= 80. La sección aceptada corresponde al tipo de curva de estabilidad con y, por tanto, en 
= 80
= 2,73, ? = 0,611.
Área transversal requerida un tr = norte/(?Ry? C) = 535/(0,611 = 38,4 cm2.
Aceptamos una sección de dos esquinas 125x80x10, unidas por estantes más pequeños; PERO= 19,7x2 = 39,4; yo x= 2,26 cm; yo\u003d 6,19 cm (tenga en cuenta que los índices de los ejes calculados y los ejes según el surtido para ángulos desiguales pueden no coincidir);
? X= 258/2.26 = 114; ? y= 516/6,19 = 83; = 3,89; ? = 0,417;
norte/(?UN) = 535/(39,4 = 32,6kN/cm2 > Ry? C\u003d 22,8 kN / cm 2
La sección transversal se seleccionó sin éxito y tiene una gran sobretensión. Aceptar flexibilidad (entre preestablecido y real) ? = 100;
? = 0,49;
un tr = 535/(0,49
Aceptamos dos esquinas: 160x100x9; PERO\u003d 22,9 \u003d 45,8 cm 2; yo x= 2,85 cm ( yo no limita la sección transversal); ? X= 258/2.85 = 90.5;
? = 0,546;
norte/(?UN) = 535/(0,546 = 21,4kN/cm2< Ry? C\u003d 22,8 kN / cm 2
Dejamos la sección aceptada de dos esquinas con un tamaño de 160x100x9.
9.10. Selección de secciones de elementos de tracción
estado límite elementos estirados viene determinada por su rotura, donde es la resistencia a la tracción del acero, o por el desarrollo de deformaciones plásticas excesivas, donde es el límite elástico del acero.
¿Acero con límite elástico normativo kN/cm? tienen un límite elástico desarrollado (ver Cap. 1), por lo que la capacidad de carga de los elementos hechos de dichos aceros se verifica mediante la fórmula
(9.7)
donde es el área seccional neta.
Para elementos hechos de aceros que no tienen un límite elástico (límite elástico condicional O 02> 44 kN / cm?), Y también si la operación de la estructura es posible incluso después del desarrollo de deformaciones plásticas, la capacidad portante se verifica por la formula:
donde está la resistencia de diseño determinada por la resistencia temporal;
Factor de fiabilidad en el cálculo de la resistencia temporal.
En la práctica de diseño, el cálculo de los elementos en tensión se realiza de acuerdo con la fórmula (9.7).
Al verificar un miembro de tensión, cuando la capacidad de carga está determinada por las tensiones que ocurren en la sección más débil (por ejemplo, los agujeros de los pernos), es necesario tener en cuenta el posible debilitamiento y tomar el área neta.
El área neta requerida del elemento en tensión está determinada por la fórmula
(9.9)
Luego, de acuerdo con el surtido, se selecciona un perfil que tiene la más cercana mayor valorárea.
Ejemplo 9.2. Es necesario seleccionar la sección de la riostra estirada de acuerdo con la fuerza de diseño norte=535kN. Material acero - acero C245; Ry\u003d 24kN / cm 2; ? con = 0,95
Área transversal requerida un tr = 535/(24
. La sección transversal no se debilita por los agujeros.
Aceptamos dos esquinas del mismo estante 90x7; PERO\u003d 12,3 \u003d 24,6 cm2\u003e un tr.
9.11. Selección de la sección de elementos de truss que trabajan bajo la acción de una fuerza longitudinal y flexión (tracción excéntrica y compresión)
El estado límite de los elementos excéntricamente tensados está determinado por el desarrollo excesivo de deformaciones plásticas en el estado más cargado. Su capacidad de carga está determinada por la fórmula (ver Capítulo 2).
Ejemplo 9.3. Seleccione la sección del cordón inferior estirado bajo la acción de una carga fuera del nudo en el medio de la longitud del panel (Fig. 9.13, un) F=10kN. Fuerza axial en la correa N=800kN. La distancia entre los centros de los nodos d=3m. Material de construcción - acero C245;R y \u003d 24 kN / cm 2. ¿Factor de las condiciones de trabajo? c = 0,95.
 |
Arroz. 9.13. Por ejemplo 9.3 y 9.4
Seleccionamos la sección del elemento de la condición de su trabajo en tensión de acuerdo con la fórmula (9.9); Un tr \u003d 800 / (24 \u003d 35,1 cm 2.
Aceptamos una sección de dos esquinas 125x9; A \u003d 22 \u003d 44 cm 2; los momentos de resistencia de la culata W con respecto a x y la pluma W p x son iguales a:
W sobre x \u003d 327 / 3.4 \u003d 192.4 cm2; W p x \u003d 327 / (12.5 - 3.4) \u003d 72 cm2
Momento, teniendo en cuenta la continuidad de la correa M = (Fd/4)0.9 = (10/4)0.9 = 675 kN cm.
Comprobación de la capacidad portante de la correa: según la Tabla 5 de la solicitud para una sección de dos esquinas n = 1, c = 1,6.
El piso de la fórmula (9.10) para una fibra estirada (a lo largo del trasero)
800 / (44= 0,893 < 1;
para fibra comprimida (por pluma)
800 / (44 = 0,54 < 1
La sección aceptada satisface la condición de resistencia.
9.12. Selección de la sección de las varillas para máxima flexibilidad
Una serie de tirantes ligeros tienen fuerzas bajas y, por lo tanto, tensiones bajas. Las secciones de estas varillas se seleccionan de acuerdo con la máxima flexibilidad (ver cláusula 9.4.4). Tales varillas generalmente incluyen postes adicionales en una celosía triangular, riostras en los paneles intermedios de las armaduras, elementos de arriostramiento, etc.
Conociendo la longitud estimada de la barra y el valor de la máxima flexibilidad, determine el radio de giro requerido y luego seleccione la sección de acuerdo con el surtido y verifique la capacidad de carga de la sección seleccionada.
9.13. Características de cálculo y selección de secciones de elementos. granjas pesadas
Las varillas de las armaduras pesadas están diseñadas, por regla general, con una sección compuesta, sólida o continua (ver Fig. 9.11).
Si la altura de la sección supera la longitud del elemento, es necesario tener en cuenta los momentos derivados de la rigidez de los nudos y seleccionar secciones que estén excéntricamente comprimidas o estiradas.
Los nudos de armaduras pesadas con gran esfuerzo se hacen de doble pared, es decir. Se colocan refuerzos a lo largo de los dos bordes exteriores de los cinturones (Fig. 9.14). Para la comodidad de los elementos de fijación, el ancho de todas las varillas " b” debe mantenerse constante. Usualmente 
milímetro
En los casos necesarios, se instalan juntas entre el refuerzo y el borde del elemento.
Los cinturones de armaduras pesadas tienen diferentes secciones en diferentes paneles, relacionados por el tipo común y las condiciones de conjugación de las varillas en los nodos. Antes de empezar
seleccione establecer el tipo de sección (en forma de H, canal, en forma de caja) y delinear los lugares para cambiar la sección. En secciones soldadas en forma de H, generalmente
la altura de las verticales cambia; en casos extremos, su espesor también puede cambiar manteniendo una distancia constante entre los bordes exteriores de la sección. La horizontal de la condición de estabilidad y rigidez de la sección debe tener un espesor no menor a la distancia entre las verticales y no menor a 12 mm.
La base de las secciones del canal son dos canales que pasan a través de todas las secciones (ver Fig. 9.11, d).
La sección del canal se desarrolla agregando láminas verticales.
Después de la selección de secciones, se verifican. La verificación de las secciones de las barras de armadura comprimidas se realiza de la misma manera que para las columnas comprimidas centralmente (ver Capítulo 8). En forma de H - como sólido, canal - como a través, con la diferencia de que el ancho " b” de las secciones aquí se da, y no se determina a partir de la condición de igual estabilidad.
Al tener en cuenta la rigidez de los nodos, la selección de las secciones de la armadura se realiza como elementos excéntricamente comprimidos o excéntricamente tensados.
Las riostras de armadura generalmente toman canal (ver Fig. 9.11, d) o
Sección en forma de H (ver Fig. 9.11, un o 9.11, en). Las secciones de canal son más beneficiosas cuando se trabaja en pandeo y, por lo tanto, a menudo se usan para aparatos ortopédicos largos y flexibles, pero son más laboriosos que los en forma de H.
El ancho de los tirantes para facilitar el emparejamiento durante la instalación se toma 2 mm menos que la distancia entre los bordes de los refuerzos.
9.14. Construcción de vigas ligeras
Requisitos generales de diseño. Para evitar esfuerzos adicionales por desalineación de los ejes de las varillas en los nudos, deben estar centradas en los nudos a lo largo de los ejes que pasan por el centro de gravedad (redondeado hasta 5 mm).
Los momentos angulares se definen como el producto de los esfuerzos normales de las varillas y las fuerzas nodales externas sobre sus hombros hasta el punto de intersección de dos riostras (figura 9.15).
El momento 1 se distribuye entre los elementos de la armadura que convergen en el nodo en proporción a sus rigideces lineales. Si la rigidez de los elementos de la red es pequeña en comparación con el cinturón, entonces el momento
percibido principalmente por el cinturón de armadura. Con una sección constante del cinturón y paneles idénticos, el momento en el cinturón es .
Para reducir las tensiones de soldadura en los refuerzos, las varillas de celosía no se
se llevan a los cinturones a una distancia de mm, pero no más de 80 mm (aquí, el grosor del refuerzo en mm). Se deja un espacio de al menos 50 mm entre los extremos de los elementos unidos de los cinturones de armadura, superpuestos por superposiciones.
El espesor de las cartelas se elige en función de las fuerzas actuantes (Tabla 9.2) y del espesor aceptado de las soldaduras. Con una diferencia significativa en las fuerzas en las varillas de celosía, se pueden tomar dos espesores dentro del elemento de partida. La diferencia en el espesor de los refuerzos en los nudos adyacentes no debe exceder los 2 mm.
Las dimensiones de los refuerzos están determinadas por la longitud requerida de las costuras para sujetar los elementos. Los refuerzos deben tener un contorno simple para que sean más fáciles de fabricar y reducir la cantidad de recortes. Es recomendable unificar las dimensiones de los fuelles y disponer de uno o dos tamaños estándar por finca. Las armaduras de techo con una luz de 18-24 m se dividen en dos elementos de envío con juntas agrandadas en los nodos medios. Las uniones deben diseñarse de modo que las medias armaduras derecha e izquierda sean intercambiables.
Al diseñar armaduras con varillas de vigas en I y T de estante ancho, de perfiles soldados con flexión cerrada o de tubos redondos se deben seguir instrucciones especiales.
9.15. Granjas de esquinas individuales
En armaduras ligeras soldadas de esquinas simples, los nudos se pueden diseñar sin cartelas soldando las varillas directamente al ala de la esquina de la cintura con soldaduras de filete (Fig. 9.16). Las esquinas deben unirse soldando a lo largo del contorno. Se permite soldar la esquina con una costura lateral (en el extremo) y costuras frontales, así como centrar los ejes de las varillas de celosía en el extremo del cinturón.
Arroz. 9 16. Nudos de armadura desde esquinas individuales
(fig. 9.16, un). Si no hay suficientes cinturones para sujetar las varillas de celosía al estante
lugares, luego se suelda una barra al estante del cinturón (Fig. 9.16, b), lo que crea el ensanchamiento necesario en el nudo.
9.16. Granjas de rincones emparejados.
En las cerchas de esquinas pareadas formadas por una marca, los nudos se diseñan en cartelas que conducen entre las esquinas. Las varillas de celosía se unen al refuerzo con costuras laterales (Fig. 9.17). La fuerza en el elemento se distribuye entre las costuras a lo largo de la culata y la pluma de la esquina en proporción inversa a sus distancias desde el eje de la varilla. La diferencia en las áreas de las costuras está regulada por el grosor y la longitud de las costuras. Los extremos de las costuras laterales se acercan 20 mm a los extremos de la varilla para reducir la concentración de tensiones. Los fuelles se unen al cinturón con costuras continuas y
se liberan detrás de la culata de las esquinas de la cintura en 10-15 mm.
Las costuras que unen el refuerzo al cinturón, en ausencia de cargas nodales, se calculan sobre la diferencia de fuerzas en los paneles adyacentes del cinturón (Fig. 9.16, en)
En el lugar de apoyo en la correa superior de correas o losas para techos
(figura 9.17, en,GRAMO) los refuerzos no lleguen a los extremos de las esquinas de la cintura en 10-15 mm.
Para unir las carreras, se suelda una esquina con orificios para pernos al cordón superior de la armadura (Fig. 9.17, en). En los lugares donde se apoyan losas de paneles grandes, la correa superior de la armadura de armadura se refuerza con superposiciones de mm, si el espesor de las esquinas de la correa es inferior a 10 mm a un paso de armadura de 6 m y menor a 14 mm a una paso de truss de 12 m.
Para evitar el debilitamiento de la sección transversal del cordón superior, no suelde el revestimiento con costuras transversales.
Al calcular los nudos, generalmente se configuran en "" y determinan la longitud de costura requerida.
Los refuerzos de armadura con una celosía triangular están diseñados con una sección rectangular, con una celosía diagonal, en forma de trapezoide rectangular.
Para garantizar una transmisión uniforme de la fuerza y reducir la concentración de tensiones, el ángulo entre el borde de la cartela y el elemento de celosía debe ser de al menos 15 0 (Fig. 9.17, en).
Las uniones de los cinturones deben cubrirse con revestimientos de
hojas (Fig. 9.18) o esquina. Para colocar la moldura de esquina
es necesario cortar la culata y el estante de la esquina. La disminución de su área de sección transversal se compensa con la cartela.
Al instalar superposiciones de láminas, se incluye un refuerzo en el trabajo. El centro de gravedad del tramo en el empalme no coincide con el centro de gravedad del tramo de la correa, y se trabaja a tensión (o compresión) excéntrica, por lo que se saca el nudo de la correa del nudo para facilitar el trabajo. de refuerzos.
Para garantizar el trabajo conjunto de las esquinas, están conectadas por juntas. La distancia entre las juntas no debe ser superior a 40 i para comprimido y 80 i para elementos estirados, donde i- el radio de inercia de una esquina con respecto al eje paralelo a la junta. Al mismo tiempo, se colocan al menos dos juntas en los elementos comprimidos.
En la Fig. 9.19 se muestran las soluciones para la unidad de extensión de truss cuando se suministran desde elementos de envío separados.
El diseño de los nodos de soporte depende del tipo de soporte (columnas metálicas o de hormigón armado, paredes de ladrillo, etc.) y el método de emparejamiento (rígido o articulado).
Con el apoyo libre de las cerchas sobre la estructura subyacente, en la figura 9.20 se muestra una posible solución para la unidad de apoyo. Placa de presión a través de la armadura
a - centrado de las varillas; b - nodo con una celosía diagonal; c - adjuntando carreras; d - fijación de placas de panel grande
trasladado al soporte. El área de la losa está determinada por la capacidad de carga del material de soporte.
(9.12)
donde es la resistencia de diseño del material de apoyo a la compresión.
La losa trabaja a flexión por repulsión del material de apoyo de manera similar a la losa base de la columna (ver Capítulo 8).
La presión de la cercha sobre la placa base se transmite a través de la cartela y el poste de apoyo, que forman un soporte rígido de sección transversal. Los ejes de la correa y la abrazadera de soporte están centrados en el eje del poste de soporte.
Las costuras que sueldan la cartela y el poste de soporte a la losa dependen de la reacción del soporte.
| Arroz. 9.18. Unión de fábrica de la correa con cambio de sección |
Los agujeros para anclajes se hacen en la placa base. El diámetro de los orificios se hace de 2 a 2,5 veces el diámetro de los anclajes, y las arandelas de los pernos de anclaje se sueldan a la placa.
Para facilitar la soldadura y el montaje del conjunto, la distancia entre la cuerda inferior y
la placa base acepta más de 150 mm.
De manera similar, construimos el nodo de apoyo cuando apoyamos la armadura al nivel del cinturón superior (Fig. 9.19.b).
9.17. Armazón con cinturones de T de estante ancho con bordes paralelos de los estantes
Los tauro con bordes paralelos de los estantes se obtienen mediante la disolución longitudinal de vigas en I de estante ancho. Tauris se utilizan en cinturones de armadura; la rejilla está hecha de doble o simple enrollado o doblado
esquinas Las granjas con cinturones hechos de Taurus son más económicas en términos de consumo de metal para
10-12%, en términos de intensidad de trabajo en 15-20% y en términos de costo en 10-15% en comparación con
granjas de esquinas emparejadas. Los ahorros se consiguen reduciendo el número de piezas, el tamaño de los refuerzos y la longitud de las soldaduras.
Con poco esfuerzo en los tirantes, las costuras de su fijación al cinturón se colocan en la pared de la marca (Fig. 9.21, un). Con grandes esfuerzos (riostras de apoyo y vecinas), para garantizar la longitud requerida de la costura, se suelda un refuerzo nodal del mismo espesor a la pared de la T (Fig. 9.21, b). La costura a tope de la conexión de la cartela con la pared de la T se calcula para un corte a partir de una fuerza igual a la diferencia de fuerzas en los paneles de cinturón contiguos.
a - en soldadura; b - en pernos; 1- línea de plegado de la cantonera
a - soporte al nivel del cinturón inferior; b - también, el cinturón superior
El cambio de la sección de la correa se puede hacer de extremo a extremo (Fig. 9.21, b) o usando un inserto de hoja y superposición (Fig. 9.21, en).
Las juntas agrandadas de los grados de envío se llevan a cabo con soldadura o pernos de alta resistencia.
Las granjas con cinturones hechos de Taurus y una celosía cruzada de esquinas individuales tienen altos indicadores económicos (ver Fig. 9.6, bien). Tirantes de marca sin refuerzos (Fig. 9.21, GRAMO). En la intersección, los tirantes están conectados por soldadura o pernos. La riostra estirada evita que la riostra de compresión se pandee y reduce su longitud efectiva. tanto en el plano como fuera del plano de la armadura por 2 veces.
a - un nudo sin refuerzo; b - un nudo con un refuerzo adicional y un cambio en la sección de la correa de extremo a extremo; c - un nudo con un cambio en la sección del cinturón utilizando una superposición y un inserto; g - nodo de armadura con una celosía cruzada de esquinas
9.18. Granjas de tuberías
En las armaduras tubulares, los nodos sin forma son racionales con una conexión directa de las varillas de celosía a los cinturones (Fig. 9.22, un). Las interfaces nodales deben asegurar el sellado de la cavidad interna de la armadura para evitar la corrosión allí.
Las varillas también están centradas a lo largo de los ejes geométricos, pero también se permite una excentricidad de no más de un cuarto del diámetro del tubo de la correa si se usa con una capacidad de carga incompleta.
El cálculo de dicha conjugación nodal es bastante complicado y pertenece al área de cálculo de capas cilíndricas que se cruzan.
La resistencia de la costura que une la varilla de celosía tubular se puede verificar para un margen de seguridad usando la fórmula
donde - el coeficiente de las condiciones de trabajo de la costura, teniendo en cuenta la distribución desigual de la tensión a lo largo de la costura; - la longitud de la costura, determinada por la fórmula
yo w = 0.5 ? ¿d?[ 1.5(1 + coseg ? )- cosec ? ] (9.15)
El valor del coeficiente ?, dependiendo de la relación del diámetro de las tuberías
se dan en la Tabla 9.3.
Si el grosor de la correa es insuficiente, se puede reforzar (Fig. 9.22, un). Las placas se cortan de tubos del mismo diámetro que el cinturón o se doblan de una lámina con un espesor de al menos uno y no más de dos espesores de pared del tubo del cinturón.
Al transferir cargas concentradas a la correa de armadura (por el peso del techo, transporte aéreo, etc.), es necesario proporcionar detalles para
aplicación de estas cargas simétricamente alrededor de los ejes del plano de la armadura a lo largo de las secciones laterales de la pared del tubo del cinturón.
La conexión de la ampliación de las vigas de celosía en el ensamblaje de la cumbrera debe realizarse con una junta de centrado entre los tapones de brida.
Si no hay máquinas para el procesamiento rizado de los extremos de los tubos, los nodos de las armaduras tubulares se pueden aplanar (Fig. 9.22, b), y en casos excepcionales, realizar sobre cartelas (Fig. 9.22, en). El aplanamiento de los extremos es aceptable solo para tuberías hechas de acero con bajo contenido de carbono u otro acero dúctil.
Los tubos del mismo diámetro se unen a tope en el anillo de respaldo restante (Fig. 9.23, un). Con una baja resistencia de diseño del metal depositado, la unión a tope en el anillo de respaldo se realiza con una costura oblicua (Fig. 9.23 b).
También se puede hacer una junta a tope usando placas de anillo pareadas dobladas de una hoja o cortadas de tuberías del mismo diámetro o un poco más grande (Fig. 9.23, en). Se recomienda que el espesor de las superposiciones y de la soldadura sea un 20% mayor que el espesor de los tubos que se van a unir.
Las uniones a tope de tuberías de diferentes diámetros, trabajando en compresión, se pueden hacer usando juntas de extremo (Fig. 9.23, GRAMO). A menudo se utiliza en la instalación conexiones de brida en pernos (fig.9.23, d).
Las soluciones de los nodos de referencia se muestran en la figura 9.24.
9.19. Trusses de perfiles doblados
Las armaduras de perfiles cerrados soldados doblados (GSP) están diseñadas con nodos sin forma (Fig. 9.25). Para simplificar el diseño de los nodos, se debe adoptar una celosía triangular sin bastidores adicionales, en los que no más de dos elementos se unen a los cordones.
Arroz. 9.22. Nodos de armadura tubulara - con adyacencia directa; b - con aplanamiento de los extremos de las varillas;
c - en refuerzos; g - con inserciones; 1 - enchufe
El grosor de las paredes de las varillas debe ser de al menos 3 mm. No se permite el uso de perfiles de las mismas dimensiones de sección transversal que difieren en el grosor de la pared en menos de 2 mm en una viga.
El ancho de las varillas de celosía "" (desde el plano de la estructura) debe tomarse como posiblemente mayor. Pero no más 
de la condición de aplicar soldaduras longitudinales y no menos de 0,6 de la dimensión transversal de la correa
EN(, - el grosor del cinturón y la red).
Los ángulos de unión de los arriostramientos al cordón deben ser de al menos 30 0 para asegurar la densidad del área de soldadura desde el lado de la esquina aguda.
Las soldaduras que unen las varillas de celosía a las bridas de las correas se calculan como soldaduras a tope (consulte el Capítulo 4).
Los nudos de armadura de perfiles doblados abiertos se pueden hacer sin refuerzos.
Con un cinturón femme de sección en caja y tirantes de dos ramas conectadas por tablones, los tirantes están adyacentes en ambos lados a la superposición del cinturón y están soldados con costuras laterales (Fig. 9.25, un). Si la altura de la correa es insuficiente, entonces los refuerzos se sueldan en dos planos con soldaduras a tope (Fig. 9.25, b). El nodo de referencia se muestra en la Figura 9.25, en.
9.20. Realización de un dibujo de trabajo de trusses ligeros (KMD)
El dibujo detallado (de trabajo) muestra la fachada del elemento de envío, los planos de los cordones superior e inferior, la vista lateral y las secciones. Los nodos y las secciones de las varillas se dibujan en una escala de 1:10-1:15 en un esquema de armadura dibujado en una escala de 1:20-1:30 (ver Fig. 13).
Las dimensiones principales del nodo son las dimensiones desde el centro del nodo hasta los extremos de las varillas de celosía adjuntas y hasta el borde del refuerzo (ver Fig. 9.17). La longitud de las varillas de celosía y cartelas se asigna en múltiplos de 10 mm. El dibujo muestra las dimensiones de las soldaduras y la ubicación de los orificios para pernos.
El dibujo detallado contiene la lista de piezas para cada artículo de envío y una tabla de costuras o pernos de fábrica.
Las notas indican las características de la fabricación de la estructura, que no están claras en el dibujo.
9.21. Nodos de truss pesados
En armaduras pesadas, es necesario mantener más estrictamente el centrado de las varillas en los nudos a lo largo de los ejes que pasan por el centro de gravedad, ya que incluso pequeñas excentricidades con grandes fuerzas en las varillas provocan momentos significativos que deben tenerse en cuenta al calcular las cerchas
Al cambiar la sección de cuerdas, los elementos deben estar centrados a lo largo de la línea promedio de centros de gravedad, mientras que el cálculo tiene en cuenta el momento de desalineación (si la excentricidad es más del 1,5% de la altura de la sección de cuerda).
Las armaduras pesadas, por regla general, tienen una altura de más de 3,85 m, por lo que se ensamblan a partir de elementos individuales durante la instalación. Las juntas de montaje están ubicadas en los nodos o cerca de los nodos.
Cuando la junta se encuentra en el nudo, el diseño del nudo se vuelve más complicado.
Durante la instalación, no siempre es posible garantizar la calidad de la unión soldada. Por lo tanto, las conexiones de montaje de elementos de armadura que operan con cargas dinámicas (puentes, armaduras de grúas, etc.) a menudo se realizan con pernos de alta resistencia (Fig. 9.26). Con una sección de las varillas en forma de H o de canal, los nodos en los refuerzos que conectan todas las varillas adecuadas para el nodo desde el exterior son simples y confiables.
Solo los elementos verticales de las varillas están unidos a los refuerzos.
Los refuerzos en el dispositivo de juntas del cinturón en el centro del nodo sirven como elementos de tope. Para asegurar el funcionamiento de las cartelas, se aconseja reforzarlas en las juntas con sobrecapas exteriores. Número de pernos que se fijan
Figura 9.25. Nudos de armadura de perfiles doblados abiertos
forro, aumenta en un 10%. Los refuerzos deben tomarse lo suficientemente gruesos, no menos que el grosor de los elementos sujetos.
Los pernos en nudos de trusses pesados deben colocarse de acuerdo con los riesgos unificados a las distancias requeridas por el conductor y la perforación multihusillo (generalmente con pernos de mm, el paso de perno es de 80 mm).
En las armaduras de grandes luces, el desplazamiento horizontal de los apoyos es muy significativo. Para excluir fuerzas horizontales adicionales, la solución de diseño de las unidades de soporte debe corresponder al esquema de diseño (un soporte es fijo de manera pivotante, el otro es móvil). inmóvil
el apoyo se realiza en forma de bisagra embaldosada o de contrapeso fijo, móvil sobre rodillos como vigas de puente (véase el Capítulo 18).
Figura 9.26. Nudo de armadura pesado atornillado9.22. cerchas pretensadas
En trusses, el pretensado se realiza por bocanadas, en trusses continuos, por desplazamiento de soportes. En los trusses divididos, los puffs están hechos de materiales de alta resistencia (cuerdas de acero, manojos de alambre de alta resistencia, etc.). Los puffs deben colocarse de modo que, como resultado de su tensión en los tirantes más cargados, surjan fuerzas de signo opuesto a las fuerzas de la carga.
Las bocanadas se pueden colocar dentro de la longitud de las varillas individuales que operan bajo una carga de tracción, creando un pretensado de compresión en ellas (Fig. 9.27, un). Este método es efectivo solo para granjas pesadas.
En trusses, cuya correa (trabajando en tensión) tiene un peso específico significativo en términos de consumo de metal, es posible crear un pretensado con un golpe en todos los paneles de la correa (Fig. 9.27, b).
En granjas livianas, el esquema más efectivo es el tipo de arco con una bocanada (Fig. 9.27, c, g).
Son posibles bocanadas externas (Fig. 9.27, d), cuyo efecto de descarga sobre los tirantes puede ser especialmente significativo. Sin embargo, según las condiciones de disposición de la estructura y transporte, no siempre se pueden aplicar aprietes externos.
Al colocar un soplo a lo largo de la correa inferior, se conecta mediante diafragmas a la correa y evita que pierda estabilidad durante el pretensado (Fig. 9.28), cuando la correa inferior recibe fuerzas de compresión.
Con apriete remoto y en el esquema “arco con apriete”, es necesario tomar medidas para asegurar la estabilidad del cordón inferior durante el proceso de pretensado. En este caso, el apriete debe realizarse en la posición de diseño cuando la armadura se afloja con amarres o en el suelo durante la instalación, luego de lo cual se debe realizar la tensión y el levantamiento (Fig. 9.29, a). En los sistemas de vigas espaciales, por ejemplo, de sección triangular, también es posible producir tensión en la parte inferior, ya que el cordón inferior está fijo por pandeo (Fig. 9.29, b).
Las secciones de barras en cerchas pretensadas pueden ser las mismas que en las convencionales. Al pretensar varillas individuales, las bocanadas deben colocarse simétricamente con respecto al eje vertical de la varilla. Por razones estructurales, a menudo se diseñan a partir de dos ramas (ver Fig. 9.28).
Los conceptos básicos de cálculo y diseño de cerchas pretensadas se exponen en un curso especial ("Estructuras metálicas").
Granja denominada estructura reticular geométricamente invariable que trabaja en flexión, cuyos elementos están conectados de manera pivotante en los nodos y trabajan en tensión axial o compresión bajo carga nodal.
La suposición sobre la bisagra ideal de los nodos contradice el diseño real de la armadura, pero refleja con bastante precisión el funcionamiento real de sus elementos.
Se permite el cálculo de la armadura según el esquema articulado cuando la relación entre la altura de la sección y la longitud del elemento no supera 1/10 en estructuras operadas a t ≥ -40 ° C, y 1/15 a t< -40°C.
Las cerchas son más económicas en términos de consumo de metal en comparación con las vigas.
El ámbito de las granjas es muy amplio. Se utilizan en revestimientos de edificios y estructuras para el soporte de cubiertas (vigas), torres de radio y televisión, torres de líneas eléctricas, estructuras de vanos de puentes, grúas, etc.
clasificación de armadura
Las cerchas consisten en cuerdas superiores e inferiores interconectadas por un entramado de tirantes y postes. La distancia entre los nodos de la celosía se denomina panel; la distancia entre sus apoyos es el claro. escudete- un detalle de truss hecho de una hoja para conectar las barras de truss en un nodo.
Una variedad de aplicaciones y soluciones de diseño para trusses permite clasificarlos según varios criterios:
con cita- cerchas de puentes, cubiertas (truss y truss), pasos elevados de transporte, grúas, compuertas hidráulicas y otras estructuras.
a lo largo de las líneas de los cinturones:
Con correas paralelas
trapezoidal
arqueado
triangular
con celosía triangular
Con rejilla triangular y montantes adicionales
Con rejilla inclinada.
El contorno de los cinturones depende principalmente del propósito del truss y del esquema estructural adoptado de la estructura. según el sistema reticular:
Rejillas de tipos especiales:
Con rejilla atirantada
equis
Rómbico
Semi-diagonal.
El sistema de rejilla depende del patrón de aplicación de la carga y de los requisitos especiales de la armadura. La más simple es la red triangular. Se instalan cremalleras adicionales en los casos en que se aplican fuerzas concentradas en su ubicación o cuando se quiere reducir la longitud del panel de la banda comprimida superior.
Una característica de la red diagonal es que todas las riostras tienen fuerzas del mismo signo, y los bastidores tienen el opuesto; en la dirección hacia arriba de los tirantes, los postes se estiran y en la dirección hacia abajo, se comprimen.
La celosía armada se utiliza para la aplicación más frecuente de fuerzas concentradas al cordón superior.
Los trusses con una celosía cruzada se usan generalmente para cargas de doble cara. Las crucetas diseñan sus elementos flexibles o torones; perciben solo fuerzas de tracción, y cuando se comprimen, se apagan. Gracias a esto, las armaduras de celosía cruzada se calculan como sistemas estáticamente determinados.
Las rejillas rómbicas y semidiagonales tienen mayor rigidez y se utilizan en estructuras con grandes fuerzas transversales
- según el tipo de esquema estático: las vigas se cortan, son continuas, en voladizo.
Por el valor del mayor esfuerzo en los elementos de la finca
pulmones- luz l hasta 50 m y con una fuerza en las correas N max ≤ 5000 kn,
pesado- con una fuerza en las correas N max > 5000 kN,
por decisión de diseño- convencional, combinado y pretensado.
Disposición del braguero
La tarea del diseño del truss incluye determinar su esquema racional, teniendo en cuenta una serie de requisitos: rentabilidad del metal, facilidad de fabricación, transportabilidad, unificación y requisitos de tipeo. Estos requisitos a menudo se contradicen entre sí, por lo que es necesario encontrar la solución óptima que mejor satisfaga un conjunto de requisitos al mismo tiempo.
La masa de la armadura depende de la relación entre su altura y la luz. Las fuerzas en los cordones de la armadura surgen principalmente del momento de flexión, y en la red, de la fuerza transversal.
Cuanto mayor es la altura de la armadura, menor es el esfuerzo en las correas y su masa, pero con un aumento en la altura de la armadura, la longitud de los elementos de celosía y su masa aumentan. Convencionalmente, el consumo mínimo de metal corresponde a la igualdad de la masa de las correas y la masa de la red junto con las cartelas, lo que se logra en h≈1/5 L (en la viga, la masa de las correas es aproximadamente igual a la masa de la pared).
Una altura tan alta es un inconveniente durante el transporte. La granja tendría que ser entregada al sitio de construcción en elementos separados (a granel) y ensamblada en el sitio de instalación.
Los gastos adicionales de tiempo y medios al mismo tiempo no son pagados por la economía del metal.
En la práctica, tienden a asegurar que durante la instalación solo se realice un premontaje de la granja de sus dos mitades (marcas de salida). Por lo tanto, las dimensiones de la armadura no deben exceder el ancho de vía (3,8 m en vertical, -3,2 m en horizontal). Los más convenientes de fabricar son los trusses con correas paralelas. Las mismas longitudes de las correas y varillas de celosía, la misma solución de nudos intermedios y el número mínimo de uniones de correas crean las condiciones para la máxima unificación posible de los esquemas estructurales y hacen que dichas armaduras sean industriales. Debido a las ventajas en la fabricación, los trusses con correas paralelas están reemplazando gradualmente a los trusses trapezoidales.
Al ensamblar el truss, simultáneamente con la elección del sistema de celosía, se establecen las dimensiones de los paneles del truss, cuyas dimensiones deben corresponder al ángulo óptimo de inclinación de los tirantes. Por consideraciones de diseño, el contorno racional del refuerzo en el nudo y la conveniencia de sujetar los tirantes, es deseable un ángulo cercano a 45 °.
Al unificar los esquemas geométricos de los trusses y tipificar la forma estructural, es posible estandarizar los detalles estructurales de los trusses y cambiar a su producción en masa utilizando máquinas y accesorios especializados.
Actualmente, se unifican los esquemas geométricos de trusses de trusses de edificios industriales (18, 24, 30, 36 m), puentes, mástiles de radio, torres de radio, soportes de líneas de transmisión de energía.
La unificación de trusses con cubierta en rollo se basa en el módulo de luz de naves industriales y un panel m = 3 m, pendiente de cubierta i = 1,5%, altura de trusses sobre un soporte de 3150 mm a lo largo de los bordes exteriores de los cordones, un celosía triangular con posibilidad de añadir cercha con losas de techo de 1,5 m de ancho
En cerchas de grandes luces (más de 36 m), así como en cerchas hechas de aleaciones de aluminio o aceros de alta resistencia, se producen grandes flechas.
El dispositivo de elevación del edificio evita la flacidez de las vigas, es decir, la fabricación de armaduras con curvatura inversa, que se extingue bajo la acción de la carga, como resultado de lo cual la armadura toma la posición de diseño.
Cálculo de finca. Determinación de cargas. Determinación de fuerzas en tirantes. Longitudes estimadas de tirantes. Garantizar la estabilidad general de las armaduras en el sistema de revestimiento. Selección del tipo de tramo de barra.
Las granjas se calculan en la siguiente secuencia:
1) determinar la carga en la granja;
2) calcular las cargas nodales;
3) determinar las fuerzas de diseño en los tirantes de armadura por el método de la mecánica estructural;
4) seleccionar las secciones de las varillas;
5) calcular las conexiones de las varillas, nudos y partes.
La base de la estructura de soporte del techo son las vigas, que son vigas y vigas (ver foto). La resistencia, la confiabilidad y la vida útil del techo dependen de qué tan bien estén hechos. Las armaduras de techo de madera deben soportar no solo el peso del llamado "pastel" para techos, sino también cargas significativas resultantes de la exposición a fuertes vientos y precipitaciones.
¿Qué son las armaduras de techo?
El truss truss se utiliza para el dispositivo. techos inclinados construcción rígida. Es necesario redistribuir la carga a la que está sometido el techo en las paredes del edificio. Los materiales de las armaduras son diferentes, pero la madera es la más utilizada.
Una armadura de madera para el techo, como en la foto, está hecha de tablas, madera o madera en rollo. Para combinar todos los elementos hechos de madera y troncos en una sola estructura, se usa un método como el corte, y si se trata de tableros, los sujetadores de metal son clavos, pernos, anclas, espigas de engranajes, etc.
En la construcción de poca altura, en la fabricación de cerchas de madera para techos, generalmente se usa madera blanda debido a su bajo costo y facilidad de montaje. Al instalar vigas de viga, es imperativo excluir la posibilidad de que se comben a lo largo bajo el peso del techo y su propio peso. Esto se hace de una de dos maneras: instalan el tramo medio: una barra de soporte gruesa a través de las vigas o vigas transversales y espaciadores.
Actualmente, para evitar costos de mano de obra significativos al ensamblar un truss, se utilizan estructuras combinadas de metal y madera, y luego la instalación sistema de armadura lleva mucho menos tiempo. La opción de crear un techo con vigas abiertas no se usa en la construcción de edificios residenciales; el sistema está cubierto con techos. En la construcción industrial, por el contrario, se suele utilizar una estructura abierta.
Elegir un esquema de granja
Al elegir la forma del truss truss, se tienen en cuenta los siguientes factores:
- ángulo de inclinación del techo;
- el tipo de conexión que se supone que se utilizará al crear la estructura;
- material de revestimiento de la superficie del techo;
- la presencia / ausencia de un techo.
Por ejemplo, si durante la construcción de una casa se crea un techo casi plano con una capa de betún rollo de materiales, entonces lo más óptimo, según los expertos, es la forma de un trapecio o un rectángulo. Las armaduras triangulares se montan si el techo tiene pendientes pronunciadas y se planea colocar revestimientos pesados en su superficie.
Para determinar la altura de la granja, use las fórmulas:
- si una armadura rectangular - 1/6 x L;
- si el diseño es triangular - 1/5 x L.
La letra L es la luz del truss truss.
Cuando se construye una casa privada, por regla general, se erige un sistema de vigas triangulares. Esta forma de cercha, en combinación con una inclinada, permite construir techos de una y dos aguas con diferentes ángulos de inclinación. Cuando se construyen cabañas con techos a dos aguas, a menudo se usan estructuras con vigas colgantes. Al mismo tiempo, las vigas talladas pueden convertirse en una verdadera decoración del techo.
Para garantizar la confiabilidad y la resistencia de las armaduras para sus cuerdas superiores e inferiores, se montan ligamentos adicionales, que están hechos de tablas y se colocan en el plano del bastidor central.
Construcción de cerchas triangulares simples
En muchos sentidos, el diseño de las vigas depende de la longitud del tramo del edificio y la presencia/ausencia de estructuras internas. muros de carga. Se utiliza una armadura de armadura simple si se basa únicamente en muros exteriores edificios (la casa no tiene soportes en el interior) y el parámetro de luz no supera los 6 metros.
El procedimiento para calcular estructuras de techo.
Al calcular los sistemas de vigas y para elaborar un plan de diseño para las vigas, es necesario tener en cuenta las cargas esperadas en la estructura del techo, que se pueden dividir condicionalmente en 3 categorías:
- cargas ejercidas constantemente: estas incluyen el peso de los elementos del "pastel" del techo;
- temporal: esta es la masa de nieve (según las condiciones climáticas de la región), el peso de las personas que suben al techo para realizar trabajos, el factor del viento, etc.;
- cargas especiales, por ejemplo, en edificios ubicados en áreas de mayor riesgo sísmico.
El cálculo de la posible carga de nieve se realiza según la fórmula:
S=Sg x μ, donde
Sg es el peso de la carga de nieve basado en metro cuadrado techumbre. Este valor es condicional y su valor se determina de acuerdo con tablas especiales según la región.
μ es un coeficiente que depende del ángulo del techo.
Para determinar la carga del viento, necesita saber:
- tipo de terreno (urbano o espacio abierto);
- valor estándar de la carga del viento en la región dada;
- altura del edificio
Fabricación de vigas de techo
EN últimos años en la construcción de casas particulares, las armaduras de armadura hechas en los sitios de construcción comenzaron a preferir las estructuras hechas en fábrica. Se fabrican en equipos de montaje y prensado. En la producción de elementos de madera, se tratan previamente con compuestos especiales que evitan la putrefacción y el daño por insectos.
Tecnologías modernas permitir la producción de armaduras y armaduras de armadura y elementos para ellos para techos de varios diseños y no solo para edificios residenciales. Por ejemplo, podría ser un sistema de truss techo a dos aguas baños, garajes y otras dependencias (léase: "").
Estructuras de celosía de metal y acero.
Para hacer cinturones y rejillas, se utilizan esquinas para el sistema de armadura y los elementos individuales se conectan mediante soldadura. La solución óptima, que se distingue por su confiabilidad, los expertos consideran el diseño para el cual las correas están hechas de vigas en T de vigas anchas. La diferencia entre las armaduras de acero y las armaduras es la presencia de un cinturón paralelo. Sus dimensiones corresponden a los parámetros de las estructuras de armadura.
Para la construcción de casas privadas, por regla general, se utilizan granjas, para cuya producción se utilizan tubos de perfil laminados en caliente o doblados, rectangulares o cuadrados. Esto se explica de forma sencilla: su peso es menor que el de los productos elaborados a partir de un rincón, una marca o un canal. Un sistema de este tipo se puede ensamblar fácilmente a partir de elementos prefabricados individuales en el sitio de construcción antes de la instalación mediante soldadura.
A menudo, para crear un techo, si la superposición de los tramos es larga, se utilizan armaduras de armadura de hormigón armado, que son estructuras de celosía sólidas. Se recomienda montarlos en los techos de edificios de un piso, cuyos revestimientos estarán sujetos a mayores cargas.
Armazones de viga para techos de una sola pendiente
El procedimiento para realizar trabajos al instalar una armadura en un techo inclinado es el siguiente:
- el valor de la diferencia en los muros de carga se calcula de acuerdo con la fórmula H \u003d W x tg L, donde H es el resultado deseado, W es la distancia entre paredes opuestas y tg L es la tangente del ángulo en el que el se está erigiendo el techo;
- dependiendo de qué son las vigas de madera y qué se necesita, se cosechan y procesan con impregnaciones especiales (léase: "");
- luego se instala el Mauerlat, cuyo espesor debe corresponder al espesor de las paredes de soporte. Esta viga debe estar rígidamente fijada y cualitativamente impermeabilizada, observando una disposición estrictamente horizontal;
- luego se hacen marcas en el Mauerlat, según las cuales se instalarán las patas de la viga y se cortarán huecos para ellas;
- en algunos casos, al ensamblar la estructura, se hace (léase: "");
- las armaduras terminadas se colocan de tal manera que sobresalgan 30 centímetros más allá de la superficie de la viga para soporte, fíjelas con pernos y soportes;
- luego se instalan los soportes y se realiza el cajón. Los soportes son necesarios cuando la longitud de las patas de la viga supera los 4,5 metros. Los tablones se rellenan en la parte superior de las vigas de la caja. A menudo, para crear una armadura de armadura, es necesario unir las vigas a lo largo; se lleva a cabo en una sección donde el momento de flexión es mínimo.
"Granjas de construcción"
sección de truss varilla en forma de caja
Clasificación y alcance de las fincas
El origen del término "granja" proviene del latín firmus, es decir, "fuerte, fuerte".
Una granja es un sistema de varillas interconectadas en los nodos y que forman una estructura geométricamente invariable. Bajo una carga nodal, la rigidez de los nudos no afecta significativamente el funcionamiento de la estructura, y en la mayoría de los casos pueden considerarse articulados. En este caso, todos los tirantes experimentan únicamente fuerzas axiales de tracción o compresión.
Las granjas son más económicas que las vigas en términos de consumo de acero, pero requieren más mano de obra para su fabricación. La eficiencia de las armaduras en comparación con las vigas de pared maciza es mayor cuanto mayor es la luz y menor la carga.
Las granjas son planas (todas las varillas se encuentran en el mismo plano) y espaciales.
Las armaduras planas perciben la carga aplicada solo en su plano y deben fijarse con sus conexiones. Las armaduras espaciales forman una viga espacial rígida que toma la carga en cualquier dirección (Fig. 9.1).
Arroz. 9.1. Fincas planas (a) y espaciales (b)
Los elementos principales de las armaduras son los cinturones que forman el contorno de la armadura y la celosía, que consta de tirantes y bastidores (Fig. 9.2). La conexión de elementos en nodos se lleva a cabo por adyacencia directa de algunos elementos a otros (Figura 9.3, a) o con la ayuda de shch yu refuerzos nodales (Fig. 9.3, b). Los elementos de la armadura se centran a lo largo de los ejes del centro de gravedad para reducir los momentos nodales y garantizar el funcionamiento de las barras para fuerzas axiales.
Arroz. 9.2. elementos de armadura
1 - cinturón superior; 2 - cinturón inferior; 3 - llaves; 4 - bastidores
Arroz. 9.3. Nodos de granja: un - con adyacencia directa de elementos ; b - en refuerzos
La distancia entre los nodos adyacentes de los cinturones se denomina panel (d in es el panel del cinturón superior, d n es el inferior), y la distancia entre los soportes se denomina tramo (/).
Los cordones de armadura funcionan para fuerzas y momentos longitudinales (similares a los cordones de viga sólida); la celosía del truss percibe principalmente la fuerza transversal, realizando las funciones del alma de la viga.
El signo de fuerza (menos - compresión, más - tensión) en los elementos de celosía de armaduras con cuerdas paralelas se puede determinar utilizando la "analogía de la viga".
Las armaduras de acero se utilizan ampliamente en muchas áreas de la construcción; en revestimientos y techos de edificios industriales y civiles, puentes, soportes de líneas de transmisión de energía, instalaciones de comunicación, televisión y radiodifusión (torres, mástiles), pasos elevados de transporte, compuertas hidráulicas, grúas, etc.
Las granjas tienen un diseño diferente según el propósito, las cargas y se clasifican según varios criterios:
según el esquema estático - viga (cortada, continua, en voladizo);
según el contorno de los cinturones, con cinturones paralelos, trapezoidales, triangulares, poligonales, segmentados (Fig. 9.5);
Figura 9.4. Sistemas de armadura: un- corte de viga; b - continuo; c, mi- consola; GRAMO- arqueado; d- marco;
según el sistema de celosía: triangular, diagonal, cruzada, rómbica, etc. (Fig. 9.6);
según el método de conexión de elementos en nodos: soldados, remachados, atornillados;
Arroz. 9.5. Contornos de cinturones de armadura: a - segmentario; b - poligonal; en - trapezoidal; g - con cinturones paralelos; d-i - triangular
en términos de fuerza máxima - ligera - de pared simple con secciones de perfiles laminados (fuerza N< 300 кН) и тяжелые - двухступенчатые с элементами составного сечения (усилие N >300kN).
Intermedios entre una cercha y una viga se encuentran los sistemas combinados que consisten en una viga reforzada desde abajo con una cercha o arriostramientos o un arco (en la parte superior). Los elementos de refuerzo reducen el momento de flexión en la viga y aumentan la rigidez del sistema (Fig. 9.4, ^). Los sistemas combinados son fáciles de fabricar (tienen un menor número de elementos) y son racionales en estructuras pesadas, así como en estructuras con cargas en movimiento.
La eficiencia de los trusses de sistemas combinados puede incrementarse mediante el pretensado de los mismos.
En cerchas de estructuras de grúas móviles y cubiertas de grandes luces, donde la reducción del peso de la estructura da un gran efecto económico, se utilizan aleaciones de aluminio.
Arroz. 9.6. Sistemas de celosía de armadura
a - triangular; b - triangular con bastidores adicionales; c - diagonal con llaves ascendentes; g - diagonal con llaves descendentes; d - sprengelnaya; e - cruz; g - cruz; y - rómbico; a - diagonal del piso