Что такое рама в строительстве

Строй-справка.ру

Отопление, водоснабжение, канализация

Навигация:
Главная → Все категории → Конструкции зданий

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 г 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.

Навигация:
Главная → Все категории → Конструкции зданий

Источник

Рамные конструкции

Рамы, перекрывающие большие пролеты, могут быть двухшарнирные и бесшарнирные.

Бесшарнирные рамы более жестки, экономичнее по расходу металла и удобнее в монтаже; однако они требуют более массивные фундаменты с плотными основаниями для них и более чувствительны к температурным воздействиям и неравномерным осадкам опор.

Рамные конструкции по сравнению с балочными более экономичны по затрате металла и более жестки, благодаря чему высота ригеля рамы имеет меньшую высоту, чем высота балочных ферм.

Рамные конструкции применяются для пролетов до 150м. При дальнейшем увеличении пролетов они становятся неэкономичными.

В большепролетных покрытиях применяются как сплошные, так и сквозные рамы.

Сплошные рамы применяются редко при небольших пролетах (50-60м), их преимущества: меньшая трудоемкость, транспортабельность и возможность уменьшения высоты помещения.

Наиболее часто применяются рамы с шарнирным опиранием. Высоту ригеля рам рекомендуется принимать равной: при сквозных фермах 1/12 – 1/18 пролета, при сплошных ригелях 1/20 – 1/30 пролета.

Рамы рассчитывают методами строительной механики. В целях упрощения расчета легкие сквозные рамы можно приводить к эквивалентным им сплошным рамам.

Тяжелые сквозные рамы (типа тяжелых ферм) должны рассчитываться как решетчатые системы с учетом деформации всех стержней решетки.

При больших пролетах (более 50м) и невысоких жестких стойках необходимо производить расчет рам на температурные воздействия.

Ригели и стойки сплошных рам имеют сплошные двутавровые сечения; их несущая способность проверяется по формулам для внецентренно-сжатых стержней.

В целях упрощения расчета решетчатых рам их распор допускается определять как для сплошной рамы.

Рекомендуется следующий порядок расчета большепролетных рам:

приближенным расчетом устанавливают предварительные сечения поясов рамы;

определяют моменты инерции сечений ригеля и стоек по приближенным формулам;

рассчитывают раму методами строительной механики; расчетную схему рамы следует принимать по геометрическим осям;

определив опорные реакции, находят расчетные усилия во всех стержнях, по которым окончательно подбирают их сечения.

Типы сечений, конструкция узлов и соединения рамных ферм такие же, как и для тяжелых ферм балочных конструкций.

Уменьшение изгибающего момента в ригеле рамы можно получить путем передачи веса стены или покрытия пристроек, примыкающих к главному пролету, на внешний узел стойки рамы.

Другим искусственным приемом разгрузки ригеля является смещение в двушарнирной раме опорных шарниров с оси стойки внутрь.

В этом случае вертикальные опорные реакции создают дополнительные моменты, разгружающие ригель.

Дата добавления: 2014-01-11 ; Просмотров: 4799 ; Нарушение авторских прав?

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Источник

Виды рамных конструкций сплошного сечения

Рамы являются одним из основных классов несущих дере­вянных конструкций. Их форма вполне соответствует большин­ству производственных и общественных зданий. Вертикальные стойки и наклонные ригели служат основами для настилов по­крытий и обшивок стен. Однако рамы требуют большего расхода древесины на изготовление, чем арки, поскольку форма их осей менее, чем осей арок, соответствует закономерностям действу­ющих в них распределенных и особенно сосредоточенных нагру­зок. В отечественном строительстве в основном применяют однопролетные двускатные рамы при пролетах 12. 24 м, в зарубеж­ном строительстве — рамы пролетом до 60 м. Деревянные рамы можно разделить по ряду признаков.

По статическим схемам деревянные рамы могут быть ста­тически определимыми и однократно статически неопределимыми. Трехшарнирная рама (рис. 7.1, а) является статически опре­делимой. Двухшарнирная схема с жесткими опорными узлами (рис. 7.1, б) является однажды статически неопределимой.

Двухшарнирная схема с шарнирными опорными узлами (рис. 7.1, в) тоже однажды статически неопределима.

По конструкции деревянные рамы делятся на трех- и двухшарнирные клеедеревянные, цельнодеревянные и клеефанерные.

Трехшарнирные клеедеревянные рамы заводского изготовле­ния являются одним из основных видов деревянных рам. Они бывают бесподкосными и могут иметь от двух до четырех подко­сов (рис. 7.2). Элементы этих рам имеют прямоугольные клееде­ревянные сечения постоянной ширины и переменной, а в подко­сах постоянной высоты.

Гнутоклееная трехшарнирная рама(рис. 7.2, а) состоит из двух полурам Г-образной формы прямоугольного переменного по высоте сечения, изогнутых при изготовлении в зоне будущего, карниза. Первым достоинством этой рамы является то, что она состоит только из двух крупных элементов — полурам, которые соединяются при сборке всего тремя узлами — двумя опорными и одним коньковым. Второе достоинство — это переменная высота сечений — максимальная в зоне выгиба, где действуют максимальные изгибающие моменты, и минимальная в узлах, где моменты отсутствуют. Это позволяет экономить древесину и рационально использовать ее прочность.

Гнутоклееная рама имеет и существенные недостатки. Тран­спортирование крупных изогнутых полурам при значительных расстояниях мест установки от завода-изготовителя встречается со значительными габаритными затруднениями.

Двухподкосная клеедеревянная трехшарнирная рама (рис. 7.2, г) состоит из двух стоек, двух полуригелей переменного сечения и двух подкосов постоянного сечения. К недостаткам этой рамы относится наличие значительных растягивающих уси­лий в карнизных узлах. Кроме того, из­гибающие моменты в стойках и ригелях этой рамы значительно больше, чем в рамах с парными подкосами.

Клеедеревянная трехшарнирная рама с опорными подкосами (рис. 7.2, д) состоит из двух полуригелей переменного сечения, двух подкосов и двух стоек постоянного сечения. Основные достоинства этой рамы те же, что и прочих подкосных рам. Ос­новные недостатки — это работа стоек на растяжение и изгиб от ветровой нагрузки и значительная длина сжатых подкосов.

Клеедеревянная трехшарнирная рама с наружными раскоса­ми (рис. 7.2, е) отличается от предыдущей только наружным расположением раскосов. Достоинства ее и недостатки те же, что и прочих подкосных рам.

Двухшарнирные клеедеревянные рамы (рис. 7.3) состоят из трех конструктивных элементов — двух вертикальных стоек и горизонтального ригеля.

Двухшарнирная клеедеревянная рама с жесткими опорными узлами (рис. 7.3, а и б) может иметь две клеедеревянные стойки постоянного, переменного или ступенчатого сечения. Стойки пе­ременного сечения наиболее экономичны по расходу древесины, так как в опорном сечении, где действуют максимальные момен­ты, имеют наибольшую высоту Стойки постоянного сечения проще в изготовлении, а стойки ступенчатой формы позволяют опирать на их ступени клеедеревянные балки мостовых кранов небольшой грузоподъемности.

Основным недостатком этой рамы является относительно большая сложность жестких опорных узлов стоек, чем шарнирных..

Двухшарнирная клеедеревянная рама с шарнирными опор­ными узлами(рис. 7.3, в) может иметь две стойки постоянного или переменного клеедеревянного сечения наименьшей высоты в опорных узлах, где нет изгибающих моментов. Ригелем этой рамы может служить клеедеревянная двускатная балка или пя­тиугольная ферма. Достоинством этой рамы является простая конструкция шарнирных опорных узлов, а не­достатком — более сложное решение жестких креплений ригеля к стойкам.

Узлы клеедеревянных рам (рис. 7.4).

Цельнодеревянные рамыиз брусьев или бревен или из тол­стых досок имеют определенные достоинства. Они могут быть изготовлены в пределах любой строительной площадки в помеще­нии или под навесом в любое время года и не обязательно в за­водских условиях. Их могут изготовлять подсобные организации строек. Их стоимость ниже клеедеревянных.

К недостаткам относится то, что их изготовление трудно ме­ханизируется, требует расхода дефицитных лесоматериалов крупных сечений и больших затрат ручного труда рабочих высо­кой квалификации. Пролеты этих рам невелики, обычно до 15 м.

Основная область применения — небольшие здания, возводи­мые в районах, где нет заводского изготовления деревянных конструкций.

Подносные рамы(подкосные системы) из брусьев или бревен являются наиболее простыми по конструкции. Пролеты их в большинстве случаев не превышает 9 м (рис. 7.6). Поднос­ная трехшарнирная рама (рис. 7.6, а) состоит из двух стоек, двух полуригелей и четырех подкосов. При малых пролетах и нагрузках эта рама может иметь только два внутренних подкоса.

Подбалочно-подкосная трехшарнирная рама (рис. 7.6, б) име­ет дополнительно две подбалки над стойками и повышенную несущую способность.

Ригельно-подкосная двушхарнирная рама (рис. 7.6, а) имеет дополнительный ригель между подкосами и еще большую несу­щую способность. Такая рама применяется также в небольших мостах. Подкосные Цельнодеревянные рамы могут объединяться в многопролетные конструкции, позволяющие перекрывать поме­щения с большими площадями. При этом степень их статической неопределимости может быть значительной

Трехшарнирная клеефанерная рама состоит из коробчатык клеефанерных элементов неременной высоты, максимальной в карнизном узле и может найти применение. Она отличается от­носительно малой массой и небольшим расходом клееной древе­сины. Однако она требует расхода дефицитной строительной фанеры, но является трудоемкой в изготовлении и имеет пони­женный предел огнестойкости.

Дата добавления: 2014-01-20 ; Просмотров: 6324 ; Нарушение авторских прав?

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Источник