Что такое стержень в строительстве

Стержневые пространственные конструкции

Стержневые пространственные конструкции в известной мере аналогичны массивным (сплошным) конструкциям — плитам, плоским дискам, оболочкам. С другой стороны, эти кон­струкции есть дальнейшее развитие плоских стержневых (решетчатых) конструкции.

Развитие современных технологических методов производства позволяет изготовлять крупные серии стандартных конструктивных элементов при сравнительно небольших за­тратах. Эти успехи в области технологии и обусловили экономическую эффективность применения стержневых пространственных конструкций.

Принцип стержневой пространственной конструкции известен человечеству с древней­ших времен; он использован в монгольских юртах, в хижинах жителей тропической Аф­рики, каркасных постройках средневековья, а в наше время — в конструкциях велосипеда, самолета, подъемного крана и пр.

В последнее время стержневые пространственные конструкции промышленного изготов­ления получили широкое распространение во многих странах, что объясняется простотой их производства и легкостью монтажа сооружений. Основная заслуга в создании и развитии этих конструкций принадлежит прежде всего Беллу Фепплю и Шведлеру, работавшим на рубеже XIX и ХХ столетий, а в ХХ веке—Ледереру, Маковскому, Отто, Райту, Фуллеру и др.

Элементарная стержневая пространственная конструкция — тренога (рис. 3.51, а), образо­ванная тремя сходящимися в узле стержнями, не лежащими в одной плоскости. Из таких тре­ног образуется, например, конструкция, показанная на рис. 3.51.б в таких конструкциях число стержней равно утроенному числу свободных (не прикрепленных к основанию) узлов. Эти стержневые системы принято называть. простейшими.

Приведенному соотношению отвечает также конструкция, показанная на рис. 3.52.в она, однако, уже не образуется, как предыдущая, из элементарных треног: такие системы назы­ваются преобразованными.

Если тренога не прикреплена к массивному основанию (обычно к земле), то для обес­печения ее геометрической неизменяемости необходимо ввести еще три стержня (рис. 3.51 г). При этом образуется пространственный четырехугольник — тетраэдр. Последовательным соединением таких элементов об­разуется так называемая свободная стержневая система.

Стержневая пространственная конструкция, узлы которой лежат на некоторой поверх­ности одинарной или двоякой кривизны, образует сетчатую оболочку. В зависимости or формы поверхности различают сетчатые цилиндрические оболочки, сетчатые ку­пола, сетчатые конические оболочки и оболочки переноса (рис. 3.52).

Другой тип стержневых пространственных конструкций – призматические конструкции и плиты; здесь можно выделить трехгранные (трехпоясные) фермы (рис. 3.53 а) и стерж­невые (структурные) плиты (рис. 3.53 б).

Стержневые пространственные конструкции могут быть однослойными (одно-поясными), двухпоясными или многопоясными. Например, структурные плиты выполняют двухпоясными; сетчатые купола и цилиндрические оболочки при обычных пролетах делают однослойными (однопоясными).

Рис.3.51 Схема построения пространственных стержневых систем:

а – тренога (узел поддерживается тремя стержнями, не лежащими в одной плоскости);

Рис.3.52 Формы стержневых сетчатых оболочек:

а – сетчатая цилиндрическая оболочка; б – сетчатый купол;

в – сетчатая коническая оболочка; г – оболочка переноса

Рис.3.53 Формы стержневых конструкций с плоскими гранями:

а – трехпоясная ферма; б – структурная плита с полуоктаэдрической решеткой

Рис.3.54 Типы плоских стержневых решеток:

стержней; в – диагональная; г – кольцевая

Перекрестно-стержневая конструкция при плане помещения, приближающемся к квадрату, превращается в пространственную сетку, состоящую из перекрещивающихся поясных стержней и пространственной решетки, поставленной по диагонали квадратных ячеек (рис. 3.54). Возможности такой конструкции (структуры) очень широки, так как ее можно опирать на колонны в любой точке. При этом все возможные варианты получаются на основе ограниченного сортамента стержней, что позволяет организовать их поточное производство с высокой степенью механизации и автоматизации технологических процессов. Расход материалов на такое пространственное покрытие на 20-30% ниже, чем в обычных покрытиях по стропильным фермам.

Перекрестно-стержневую конструкцию (структуру) выполняют главным образом из металла. Обычно она представляет собой систему из двух (четырех) плоских решетчатых дисков, раскрепленных в двух направлениях наклонными стержнями, которые образуют серию одинаковых пирамид с обращенными вниз вершинами, раскрепленными стержнями нижнего решетчатого диска.

Модульная сетка пространственных перекрестно-стержневых конструкций строится по ортогональной (преимущественно 3 х 3 м), треугольной или шестиугольной системам. Такие конструкции применяют для самых разнородных покрытий с опиранием по контуру на внутриконтурные колонны. Устраиваемые консоли по всем или некоторым сторонам могут придавать покрытию любую форму в плане. Подобные конструкции применяются при строительстве крупных павильонов (рис. 3.55).

Рис.3.55 Покрытие бассейна в Булони.

Стержневая система «Minangoy-poiey». Арх. К. Танге

Источник

На волне последних событий (битва конструкторов с моим участием, ищется по «Необычный вход в подъезд») мне кажется, было бы логично объяснить простым языком некоторые аспекты строительной механики и начать я решил с вешалки, т.е. закреплений. Если тема окажется интересной, то мы продолжим, и я постараюсь показать вам, что строительная механика может быть доступна практически каждому, на бытовом уровне.

Для массовой аудитории хватит следующих видов закрепления

1. Шарнирно неподвижная опора

2. Шарнирно подвижная опора

3. Жесткая заделка. ( рамный узел) ((Красивой фотки не нашёл)

4. свободный конец. (другой конец крановой балки, как вы можете видеть имеет рамный узел)

Группа линейных перемещений

Группа угловых перемещений

Отсутствие закрепления / свободный конец / консоль

Все степени свободы доступны узлу, гуляй куда хочешь, правда не забывай что ты на поводке хД

Узнать такое в природе очень легко, так как оно банально ничем не закреплено и ни на чём не лежит.

Шарнирно подвижная опора: Допустим, балка просто лежит на 2-х опорах за счёт собственного веса. Со стороны обывателя, она ничем не закреплена, со стороны строительной механики, она закреплена от перемещений по оси Z. Ведь опора не даёт ей упасть, но при это разрешает ей поворачиваться как угодно. И данная опора будет оставаться шарнирно подвижной, пока балка узел опирания балки, может перемещаться по плоскости опоры.

Шарнирно НЕподвижная опора: Как только запретили балке перемещать узел опирания во всех трёх направлениях, узел стал шарнирно неподвижным. Однако при этом, это всё ещё шарнир пока мы не запретим углы поворота этого узла относительно оси У.

Жесткое закрепление: Полное и безоговорочное лишение узла ВСЕХ степеней свободы. Идеальный жесткий узел, это все стыки в монолитных конструкциях.

В природе легко опознается если при поворот и перемещение любого элемента, влекут такие-же изменения во всех присоединённых элементах.

Таким образом, я надеюсь мы разобрались, что «закрепление» это условное название для всех видов ограничения степени свободы узла, и это не всегда подразумевает наличие специального механизма или устройства. Даже просто лежать, уже значит быть «закреплённой» на строительном языке.

Найдены дубликаты

мост на Монастырский остров в Днепропетровске на 2 фото обнаружен

Для этого в балках первый узел делают шарнирно подвижный, а второй шарнирно не подвижный. Таким образом мы компенсируем температурный эффект и балка не стремится сама соскочить с опоры. Однако её всегда можно с неё сбить )

Герр @Hlammm, думаю, вам будет интересно.

@SunBro.Marko действует на опережение и вместо одного удара постом наносит серию. Как вы считаете, есть ли у @awesomocartman шансы на победу в поединке?

Только не по термеху, а по сопромату.

Во-во собственно поэтому я так всё упрощённо и предствил для широкой аудитории, но Пикабу не был бы собой, не найдись парочка специалистов )))

я сюда зашёл деградировать, а не сопромат вспоминать.

Шарнир со всеми степенями свободы. Правда по оси Z перемещения минимально ограничены, но они есть. Черная штука это кусок резины (РОЧ) устанавливается на мостах и путепроводах для компенсации ударов и температурных расширений.

На второй разве не шарнирно подвижная опора? Вон там какие то цилиндры. Вроде каким то штифтом они зафиксированы, но я не уверен.

Ну собственно оно и подписано у меня как шарнирно-подвижная опора. на этих цилиндрах она может немного смещаться в плоскости.

Тогда прошу прощения, мне показалось что там было написано просто «шарнирная опора».

Там же так и написано о_О

http://helpiks.org/5-1156.html Полезная ссылка которая может помочь в понимани темы.

а вы проекты малоэтажки на заказ делайте (плита опертая по контуру, колонны, армпояс)

? с вами можно как-то пообщаться на эту тему?

минимизировать расходы на арматуру

Лайфхаки инженера по тяжелому медоборудованию

Когда заказчик говорит что магнитного поля нет, а оно есть)

Всегда использую такой «индикатор» магнитного поля, несмотря на слова заказчика.

Прикладной робот Кеша для повседневных задач

Я – инженер из Новосибирска, за время карантина разработал робота-платформу для прикладных задач. Зовут его «ТанкоЖук «Иннокенний». И я прошу посильной помощи в реализации проекта.

Иннокентий – относительно доступная мощная полноприводная платформа с электроприводом и встроенным подъемником. Она рассчитана на работу с грузом до 100кг, хотя на тестах перевозила и поднимала больше двухсот. Скорость невелика – немногим более 5км/ч. Запас мощности позволяет перевозить достаточно тяжелые для человека грузы и расширять функционал навесным оборудованием, например, газонокосилкой, снегоотбрасывателем, щетками для уборки улиц.

Управляется робот смартфоном по блютус. Если один смартфон закрепить на нем, то вторым можно управлять через интернет, используя видеосвязь. Это гипотетически позволит Иннокентию работать доставщиком или уборщиком, будучи управляемым удаленно, в том числе инвалидами.

Уже ведутся работы над функцией автоматического следования за хозяином и следующим этапом – движение по заранее заданной траектории.

Планируемая розничная стоимость – не более 120т.р.

Кто может – поддержите, пожалуйста, разработку.

Сбор средств ведется на BoomStarter

Я у мамы инженер!

Нормас такая ручка у двери?

Инженеры шутят 1

Источник

Основные виды анкеров: от классических болтов до стоматологических штифтов

Надежность анкеров сделали их наиболее популярным крепежным соединением при закреплении конструкций на бетонных и кирпичных основаниях — стенах, перегородках, фундаментах, плитах перекрытия и т. д. Всего насчитывается более десятка видов анкеров, различающихся по способу крепления, конструкции и материалу основания.

Понятие, назначение и применение анкерных крепежей

Анкер — разновидность крепежных изделий, которая вбивается, вворачивается или вводится в основание и способно не только закрепляться в нем, но и удерживать дополнительную конструкцию.

В переводе с немецкого анкер означает «якорь». По способу воздействия на основание крепеж подобного типа действительно напоминает якорь — рабочая часть анкера при закреплении расширяется и удерживает соединение на основании.

Крепеж подобного типа применяется при работе с твердыми материалами оснований — бетоном, кирпичом, природным камнем. Анкер позволяет удерживать достаточно массивные либо испытывающие динамические нагрузку конструкции, например, сантехнические изделия, кондиционеры, настенные телевизоры, спортивный инвентарь, подвесные потолки и т. д.

Конструкция анкеров, отличие от других крепежных соединений

Классический анкер является комбинированной металлической конструкцией, состоящей из нераспорной (корпуса или основания) и распорной (рабочей) частей. Основание может представлять собой болт, винт, шпильку или гвоздь, распорная часть может иметь форму втулки, конуса, гильзы и т. д. При использовании крепежного элемента рабочая часть расширяется и за счет трения и сопротивления материала удерживает конструкцию в материале основания.

Основное отличие анкера от близкого по конструкции и назначению дюбеля состоит в материале изготовления. Дюбель состоит из мягкой части, как правило, пластиковой, в которой зафиксирован крепежный элемент, например, саморез. Принцип закрепления дюбеля основан исключительно на силе трении между рабочей поверхностью крепежного соединения и основанием.

Так как анкер обычно изготовлен из легированной стали либо иных металлов (латуни, алюминия), то его принцип закрепления основан не только на трении между основной и рабочей частями, но и на сопротивлении материала. Анкеры способны выдерживать более серьезные динамические нагрузки, чем крепежные соединения с использованием дюбеля.

Допустимые нагрузки

Рабочие нагрузки всех разновидностей анкерных крепежей должны составлять не более 25 % от максимальной нагрузки на вырывание при использовании в бетоне с прочностью 200-250 кгс/см 2 (соответствует маркам бетона M200 и M250). При увеличении прочности бетона пропорционально возрастает и рекомендуемая нагрузка крепежей. При наличии в бетоне трещин нагрузка на вырывание умножается на коэффициент 0,6.

Классификации

По срокам эксплуатации выделяются анкеры:

По размерам крепежные элементы разделяются на:

По материалу основанию выделяются анкеры:

По способу крепления выделяются:

Крепление осуществляется за счет прямого механического воздействия рабочей части анкера на основание
(расклинивания, трения, упора, сопротивления материала и т. д.).

Дополнительно используют механизм (силу) склеивания, при закреплении применяется клей на основе полиэфирных смол.

Механические анкеры по технике введения в основание разделяются на следующие типы:

Распорные

Распорные анкеры — классическая разновидность данного вида крепежа. Представляют собой стержень в виде болта или шпильки с конусовидным окончанием и внешним элементом в виде гильзы, втулки или пружинного кольца. Конический элемент под воздействием поступательного движения стержня распирает гильзу и закрепляет конструкцию в основании.

Разжимные

Разжимной анкер состоит из резьбового стержня, в качестве которого могут выступать болт, шпилька или винт, и гильзы, состоящей из 4 продольных лепестков с пружинным кольцом и конусной гайкой с одной из сторон. При вращении стержня конусная гайка разжимает лепестки гильзы, в результате чего анкер расширяется и закрепляется в основании за счет силы трения.

Клиновые

Клиновые крепежи представляют собой длинный стержень, на конце которого размещена деформационная гильза. После завинчивания стержня в высверленное отверстие происходит расширение лепестков гильзы. Данный вид крепежа способен выдерживать большие нагрузки.

Пружинные

Пружинные анкеры применяются при работе с тонкостенными основаниями, например, при обустройстве интерьера. Зачастую пружинные анкеры применяются в качестве потолочных и оборудуются крюком. Закрепления анкера происходит за счет разворачивания пружины.

Винтовые

Винтовые анкеры, или болты Молли, используют при работе с пустотелыми конструкциями с низкой несущей способностью — пустотелым кирпичом, гипсокартоном, древесно-стружечными и древесно-волокнистыми плитами и т. д. Болт Молли оборудуется специальной цангой, которая при затягивании болта раскрывается и упирается в материал с обратной стороны.

Втулочные

Анкеры втулочного типа состоят из 3 или более элементов, основным из которых является цанга — пружинная разрезная втулка. Также в конструкцию втулочного анкера входят расклинивающий элемент и стержень с резьбой. При закручивании анкера расклинивающий элемент входит в цангу и распирает ее, тем самым закрепляя крепежный элемент в основании.

Забивные

Основу забивного анкера составляет металлическая деформационная гильза с коническим отверстием, разрезами на корпусе и внутренней резьбой. В нижней части гильзы устанавливается боек. Гильза устанавливается в просверленное отверстие вручную или с помощью пневматического пистолета. При ударе по внешнему окончанию гильзы она деформируется, после чего в гильзу вкручивается болт или шпилька, необходимая для крепления какого-либо объекта.

Основные конструкции механических анкеров

По своей конструкции механические анкеры также распределяются на следующие основные разновидности.

Болт с гайкой

Простейший вид распорного крепежа, представляющий собой стержень (болт) с конусообразным концом, гильзой с четырьмя вырезами и гайкой. Гайка выступает в роли фиксатора — с ее помощью конструкция фиксируется в заранее высверленном посадочном отверстии, диаметр которого равен диаметру гильзы. После вбивания стержня в отверстие гайка поворачивается по часовой стрелке, тем самым двигая стержень наружу. Конусовидный конец шпильки распирает гильзу в районе вырезов, тем самым закрепляя конструкцию в отверстии.

Болт с кольцом

Потолочный анкер, обычно использующийся для прикрепления светильников, люстр на потолок, тросов, электрических кабелей, подвесных потолков и т. д. Крепеж такого типа в порядке исключения может использоваться и на стенах.

Все отличие такого крепежа от анкерного болта с гайкой состоит в том, что его внешний конец заканчивается ушком, необходимым для подвешивания навесного устройства или изделия. Крепление подобной конструкции осуществляется в аналогичном порядке: фиксирующая гайка, находящаяся непосредственно за окончанием в виде кольца, позволяет распереть и зафиксировать гильзу в отверстии.

Болт с крючком

Крепежный элемент в виде болта, имеющий головку в форме крюка. Применяется для крепления конструкций большого веса к полнотелым бетонным, каменным или кирпичным основаниям. Принцип крепления аналогичен другим соединениям в виде болта с гайкой — после затягивания фиксирующей гайки гильза деформируется и закрепляется в высверленном отверстии.

Болт с шестигранной головкой

Анкер подобного типа является аналогом болта с гайкой, однако здесь вместо стержня (шпильки) и гайки используется стандартный болт. При закручивании болта с помощью гаечного ключа конусообразный конец деформирует гильзу, тем самым заполняя стенки отверстия и закрепляя конструкцию в нем. Также может выпускаться в варианте для закручивания отверткой.

Двухраспорные

Двухраспорные механические анкерные соединения — еще один распорного болта с гайкой. Отличие состоит в том, что в конструкции используется две гильзы (втулки, муфты) — короткая и длинная. Короткая входит внутрь длинной своим конусовидным концом. При завинчивании гайки короткая гильза распирается конусовидным окончанием стержня и, в свою очередь, распирает длинную гильзу. Двухраспорные анкеры также могут иметь окончание в виде кольца или крюка. Анкеры подобной конструкции применяются для повышения надежности крепления.

Гвоздевые

Анкеры гвоздевого типа применяются при работе с кирпичными, бетонными и каменными основаниями и предназначены для крепления легких конструкций. Они имеют форму полого гвоздя, внутри которого размещается расклинивающий элемент. Анкер вбивается в отверстие вручную или с помощью электроинструмента.

Химические

Химические анкеры — разновидность крепежных элементов, которые кроме силы трения и сопротивления материала также используют силу склеивания посредством использования синтетических смол.

Тем самым обеспечивается дополнительная фиксация. Химический крепеж применяется при закреплении особо тяжелых конструкций либо при работе с пористым и мягким материалом.

Источник