Jakie rodzaje kratownic są dostępne w budownictwie? Farma – co to jest? Budownictwo. Rodzaje krat i obciążenia punktowe

Głównym zadaniem przy konstruowaniu dachu dowolnej konfiguracji i rodzaju jest zapewnienie maksymalnej ochrony budynku przed negatywny wpływ czynniki zewnętrzne. Można to osiągnąć poprzez zastosowanie drewnianych lub metalowych więźb dachowych.

Podstawowe wymagania projektowe

• Niezależnie od konkretnego rodzaju materiałów budowlanych (drewno, pokrycia dachowe, blachodachówka, dachówka zwykła) przed rozpoczęciem prace wykończeniowe należy wznieść trwałą konstrukcję budynku, której głównym zadaniem powinno być zapewnienie stabilności i niezawodności montowanego dachu.
• Wysokiej jakości wykonanie konstrukcji, której głównymi elementami są krokwie i kratownice podkrokwiowe, daje gwarancję, że wytrzyma ona wszelkie obciążenia stałe i chwilowe na nią nałożone.

Cechy konstrukcyjne więźb dachowych

W definicji „kratownica” zawiera liczbę elementy konstrukcyjne: stężenia, stojaki, poszycia. Tak sztywna konstrukcja w wyniku montażu zapewni szkielet dachu.

Definicja ta odnosi się do sztywnych konstrukcji stosowanych przy budowie dachów spadzistych.

Zadaniem kratownic jest przeniesienie całkowitego obciążenia występującego na dachu na ściany budynku. Materiałem do produkcji kratownic jest głównie drewno, ale możliwe są również alternatywne opcje.

Podstawą do tworzenia konstrukcji drewnianych są deski, drewno okrągłe, drewno.

Poszczególne elementy łączone są metodą cięcia. W przypadku, gdy części wykonane są z desek, stosuje się śruby, gwoździe i klucze oczkowe zębate.

Przy wznoszeniu dużych budynków, gdy rozpiętość przęseł przekracza 16 metrów, podczas budowy stosuje się kratownice z naciągniętymi słupkami metalowymi.

W przypadku stosowania rozciągniętego drewniane stojaki niezawodne mocowanie jest wystarczająca liczba węzłów wymagające zadanie, a przy zastosowaniu elementów metalowych jest to łatwe do wykonania.

Montaż drewnianych kratownic jest procesem dość pracochłonnym. Podczas korzystania z kratownic typ kombinowany(w przypadku części drewnianych i metalowych) można to zrobić znacznie szybciej.

Przy budowie budynków mieszkalnych rzadko stosuje się konstrukcję dachu z otwartymi kratownicami. Zasadniczo są one zamykane za pomocą sufitów. W budowie budynków przemysłowych kratownice otwarte są dość popularną opcją pokrycia dachowego.

Belki można również wykorzystać jako elementy główne. Belki krokwiowe na bazie żelbetu wykonano konstrukcje krokwiowe pokrywające stopnie kolumn o długości 12,18 metrów. Takie elementy służą jako podpory pośrednie.

Rodzaje więźb dachowych

Wybór projektu i materiału do stworzenia szkielet dachu, należy wziąć pod uwagę materiał, na którym zbudowane są ściany. Podpory konstrukcji nośnych mogą być żelbetowe, metalowe kolumny, ceglane ściany lub kratownice.

Charakterystyka gospodarstw pozwala na ich klasyfikację według następujących cech:

• zarys pasów;
• projekt konstrukcyjny;
• schemat statyczny;
• typ kraty.

Najważniejszym kryterium podziału gospodarstw na poszczególne gatunki to zarys pasów. Zależy to od konstrukcji dachu, wielkości pokrycia przęsła i wielkości przyłożonego obciążenia. Głównie wybór materiał dachowy zależy od nachylenia górnego pasa.

• Z zakresu budownictwa przemysłowego przy montażu dachów typ płaski stosowane są kratownice z pasami równoległymi.
• Jeżeli jako pokrycie dachowe stosuje się blachy azbestowo-cementowe lub stalowe, stosuje się konstrukcję nośną typu trapezowego.
• W dziedzinie budownictwa najpopularniejsze są ramy trójkątne.
• W przypadku każdego rodzaju konturu stosuje się różne systemy kratowe. Podczas konstruowania kratownic z pasami równoległymi lub kształtami trapezowymi najlepsza opcja to trójkątna krata wzmocniona poprzez zainstalowanie dodatkowych stojaków.
• Oprócz tego typu popularne stały się konstrukcje z belkami dzielonymi lub kratami z kratownicami.

Na podstawie projektu Gospodarstwa dzielą się na następujące typy:

• lekki lub jednościenny - wyróżnia się obecnością jednego klinu w węzłach;
• ciężkie lub dwuścienne - ich cechą jest obecność dwóch ukształtowanych arkuszy w węzłach.

Przy wznoszeniu budynków o znacznych rozpiętościach (montażownie, hangary) stosuje się ciężkie konstrukcje. W takich budynkach przemysłowych szkielet służy jako poprzeczki dla systemów ramowych.

Według materiału produkcyjnego kratownice to:

• drewniany;
• metal;
• mieszane (lub łączone).

Wybór kształtu

Aby wybrać odpowiedni kształt projektu, należy zwrócić uwagę na następujące ważne punkty:

• materiał użyty jako zadaszenie;
• kąt nachylenia dachu;
• obecność sufitów;
• specyfika konkretnego rodzaju połączenia części kratownicy.

Na przykład w przypadku konstrukcji dachu płaskiego, którego powłoką są walcowane materiały bitumiczne, najlepsza opcja więźba dachowa mają kształt prostokątny lub trapezowy.

Do nachyleń większych niż 12 stopni i do ciężkich powierzchni optymalny wybór są kratownicami o układzie trójkątnym.

Obliczanie wysokości kratownicy odbywa się za pomocą wzoru odpowiadającego wybranej formie konstrukcji:

• Dla wersji trójkątnej: 1/5 x L. Litera łacińska oznacza długość przęsła.
• Do projektów prostokątnych: 1/6 x dł.

Przy budowie prywatnych budynków mieszkalnych najczęściej stosowaną kratownicą jest kratownica trójkątna. Do montażu dachów z jednym lub dwoma połaciami o różnych kątach nachylenia stosuje się różne kombinacje z nachylonymi krokwiami, instaluje się drewniane lub metalowe więźby dachowe.

Stabilność kratownic zwiększa się poprzez zamontowanie dodatkowych ściągów dla pasów górnego i dolnego. Produkcja takich wiązek odbywa się głównie na bazie desek.

W przypadku wznoszenia dachu dwuspadowego racjonalnym wyborem jest rodzaj więźby z wiszącymi krokwiami.

Najważniejszym punktem przy wyborze konstrukcji krokwi jest wybór materiał budowlany, które mogą zapewnić wymagany stopień wytrzymałości, sztywności i niezawodności. To także ma znaczenie kategoria cenowa, do którego należy materiał.

Drewniane kratownice

Kratownice drewnopochodne są najpopularniejszą opcją i spełniają większość wymagań konstrukcyjnych.

Stosuje się je w następujących przypadkach:

• podczas montażu dachów poddaszy;
• podczas budowy obiektów handlowych, rolniczych, sportowych, przemysłowych;
• podczas zdrowienia płaskie dachy konstrukcje o różnym przeznaczeniu;

Główne zalety drewnianych więźb dachowych w stosunku do innych odmian takich konstrukcji są:

• prostota procesu produkcyjnego i jego automatyzacja;
• krótkie terminy wykonania prac projektowych;
• łatwość instalacji (ze względu na obecność gotowych elementów konstrukcyjnych);
• szeroka perspektywa realizacji najbardziej nietypowych rozwiązania projektowe pod względem kształtu, konfiguracji itp.;
• stosunkowo niewielka waga;
• możliwość zastosowania w przypadku dużych rozpiętości (najdłuższa długość może wynosić 18 m);
• możliwość izolacji i łatwość jej wykonania;
• doskonała wydajność i właściwości technologiczne;
• należący do pierwszej kategorii bezpieczeństwa pożarowego (materiał poddawany jest odpowiedniej obróbce w fabryce);
• przestrzeganie wymogów bezpieczeństwa środowiskowego.

Wybierając konstrukcje drewnopochodne, należy zwrócić uwagę na wysokiej jakości obróbkę materiału związkami antyseptycznymi i przeciwgorączkowymi, które zapewniają ochronę konstrukcji przed niszczycielskim działaniem zgnilizny, grzybów, owadów i ognia.

Specyfika metalowych więźb dachowych

Aby zapewnić większą sztywność, stosuje się systemy krokwi na bazie metalu. Ta opcja jest najbardziej odpowiednia do budowy wiązarów dachowych o znacznej długości (ponad 10 m). W takich przypadkach ze stali wykonuje się nie tylko krokwie, ale także belki mauerlat i podpory kalenicowe. Układanie odbywa się nie za pomocą drewnianego łącznika, ale za pomocą kanału. Do mocowania nóg krokwi służą spawane narożniki.

Główne zalety stalowych wiązarów dachowych Czy:

• zwiększony poziom siły;
• trwałość;
• odporność na zniszczenie i gnicie;
• znaczna żywotność;
• łatwość użycia, gdy konieczne jest przykrycie konstrukcji Duża powierzchnia i wysokości.

Należy to również wskazać wady metalowe kratownice :

• znaczny ciężar utworzonej konstrukcji;
• zastosowanie specjalnego sprzętu do podniesienia konstrukcji na wymaganą wysokość;
• niestabilność materiału i wysokie prawdopodobieństwo jego odkształcenia w warunkach wysokiej temperatury;
• wysoki koszt.

Istnieją trzy rodzaje stalowych wiązarów dachowych:

• pasy równoległe;
• trójkątny;
• wielokątny.

Planując miękki dach, optymalne są kratownice z pasami równoległymi lub wielokątnymi. Korzystając z materiałów arkuszowych, lepiej wybrać konstrukcje trójkątne.

Przemysł produkuje więźby dachowe o znormalizowanych rozmiarach, które są projektowane na rozpiętości 18, 24, 30 i 36 metrów.

Do produkcji pasów i siatek kratownicowych w większości przypadków stosuje się narożniki, a poszczególne elementy mocuje się poprzez spawanie. Za najbardziej racjonalne uważa się konstrukcje, w których do wykonania pasów wykorzystano belki teowe o szerokim kołnierzu. Proces wytwarzania takich konstrukcji jest dość prosty i wymagają mniej materiału, ale nie ucierpi na tym niezawodność i wytrzymałość konstrukcji.

Charakterystyczną cechą stalowej kratownicy krokwiowej z kratownicy jest obecność równoległego pasa. Produkowane są w podobnych standardowych rozmiarach.

Podczas budowy domów prywatnych w wielu przypadkach stosuje się stalowe więźby dachowe, których materiałem jest rura profilowana. W porównaniu do kratownic opartych na kątownikach, ceownikach czy teownikach, konstrukcje tego typu charakteryzują się mniejszą wagą.

Takie konstrukcje można montować bezpośrednio na placu budowy. W tym przypadku używana jest spawarka.

Kratownice wykonywane są na bazie rur profilowanych giętych lub walcowanych na gorąco. W tym przypadku stosuje się stal o grubości od półtora do pięciu milimetrów. Przekrój profilu rury może być kwadratowy lub prostokątny.

Obecnie w budownictwie często wykorzystuje się także żelbetowe więźby dachowe. Są to bardzo mocne konstrukcje kratowe do pokrycia dużych rozpiętości.

Wskazane jest instalowanie takich kratownic na dachach budynków parterowych, których dach podlega bardzo dużym obciążeniom.

Obliczanie obciążenia

Podczas budowy systemu krokwi ważny punkt Nie jest jedyny właściwy wybór kształt konstrukcji i materiał wykonania, ale także prawidłowe obliczenie możliwych obciążeń.

Występują w trzech rodzajach:

• stały: całkowita waga ciasta dachowego;
• tymczasowy: ciężar warstwy śniegu, ludzie na dachu, siła podmuchów wiatru;
• specjalny– do tej kategorii zalicza się obciążenie sejsmiczne.

System krokwi opiera się na kratownicach i belkach konstrukcja nośna, który zawiera wiele elementów. Niezależnie od konkretnego projektu i kształtu jest to proces złożony technologicznie, którego głównym etapem jest etap projektowania. W tym momencie przeprowadzane są obliczenia, od których poprawności zależy bezpieczeństwo całej konstrukcji przez cały okres eksploatacji. Kalkulacja ta składa się ze skomplikowanych obliczeń, których wykonanie wymaga profesjonalnej wiedzy.

Instalacja

Jako przykład opisano najprostszy proces montażu konstrukcji krokwiowych podczas budowy dachu dwuspadowego.

• Najpierw, zgodnie z podanym wzorem, obliczana jest wartość różnicy ścian:
  szer. x tgdł

Litera Ř oznacza odległość pomiędzy dwiema ścianami nośnymi, a tgL jest tangensem kąta nachylenia dachu.

• Następnie przygotowuje się wymaganą liczbę drewnianych krokwi, wstępnie traktowanych związkami antyseptycznymi.
• Następnym krokiem jest instalacja Mauerlat. Grubość belki musi odpowiadać grubości ścian. Musi być przymocowany tak sztywno, jak to możliwe, i należy wykonać wysokiej jakości hydroizolację. Podczas instalacji belka nośna Konieczne jest upewnienie się, że pozycja jest ściśle pozioma.
• Po zakończeniu montażu Mauerlat należy na nim zaznaczyć punkty montażu nóg krokwi i wyciąć dla nich wgłębienia.
• Przygotowane wcześniej kratownice układa się w taki sposób, aby wystawały ponad powierzchnię belki nośnej na odległość 30 cm.Mocowanie odbywa się za pomocą śrub i wsporników.
• Proces kończy się montażem podpór i montażem poszycia. W przypadkach, gdy nogi krokwi mają długość większą niż 4,5 m, podpory są elementem obowiązkowym. Paski poszycia układane są na zamontowanych krokwiach.

WNIOSKI:

• Zastosowanie drewnianych lub metalowych więźb dachowych chroni budynek przed wpływami zewnętrznymi.
• Główne wymagania dotyczące wybranego materiału i konstrukcji kratownicy to wytrzymałość, stabilność i niezawodność.
• Zadaniem kratownic jest przeniesienie całkowitego obciążenia występującego na dachu na ściany budynku.
• Kratownice są klasyfikowane według zarysu pasów, konstrukcji, schematu statycznego i typu kraty.
• Istnieją kratownice z pasami równoległymi, trapezowe, trójkątne.
• Kratownice krokwiowe wykonane są z drewna lub metalu. Możliwe są również opcje kombinowane.
• Stabilność kratownic zwiększa się poprzez zamontowanie dodatkowych ściągów pasów górnych i dolnych opartych na deskach.
• Podczas konstruowania systemu krokwi ważnym punktem jest prawidłowe obliczenie możliwych obciążeń.

Więcej informacji na temat systemu krokwi dachu czterospadowego można znaleźć w filmie.

Obecnie farmy stały się powszechne w mechanice konstrukcyjnej podczas budowy różnych budynków i konstrukcji.

Definicja kratownicy wywodzi się z samego znaczenia słowa od łacińskiego „firmus”, co oznacza „mocny”. Kratownice metalowe charakteryzują się wysokim stopniem sztywności i niezawodności.

Kratownica jest nośną konstrukcją kratową o nachylonych ramionach (kąt nachylenia około 20°) w kształcie trójkąta, który jest geometrycznie niezmienny. Głównym zadaniem kratownic jest przenoszenie obciążeń z podłoża. Konstrukcje tego typu służą do wykonywania dachów, dachów, stropów i pokryć budynków i konstrukcji przemysłowych i cywilnych, na przykład fabryk, hangarów, magazynów, obiektów użyteczności publicznej, stadionów, basenów, a także służą do instalowania sieci elektroenergetycznych, dystrybucji energii elektrycznej lub wentylacji szyby budynków.

Produkcja i montaż konstrukcji metalowych do kratownic

Materiał, sposób wykonania, łączenie elementów i konstrukcja kratownic dobierane są w zależności od wymagań eksploatacyjnych stawianych finalnej konstrukcji.

Tradycyjnie kratownice nośne wykonywane są ze stali lub stopów aluminium o parach profili. Podstawą kratownicy są pręty, które w punktach mocowania są połączone klinami. Pręty metalowe ułożone w trójkąt, dzięki czemu uzyskano dużą sztywność konstrukcji bezoporowej.

Elementami konstrukcyjnymi kratownic jest pas, czyli tzw. zarys kratownicy oraz siatka zastrzałów i słupków.

Rysunek elementów konstrukcyjnych kratownicy metalowej

1 - pas górny; 2 - dolny pas; 3 - szelki; 4 - stojaki

Nazywa się długość między węzłami pasa płyta. Odległość między podporami wynosi Zakres, a odległość pomiędzy zewnętrznymi krawędziami pasów wynosi wysokość kratownicy. Zmysły pasa kratownicowego obciążenia wzdłużne, kratownica kratownicowa - obciążenia poprzeczne.

Pasy górne kratownicy wykonane są z dwóch kątowników o przekroju teowym, o nierównych długościach boków. Narożniki są łączone na mniejszych bokach. Do produkcji pasów dolnych stosuje się kątowniki równe. Do produkcji stężeń lub stojaków stosuje się kątowniki o kątownikach w kształcie litery T lub krzyża.

Istnieją spawane kratownice wykonane z marek.

Kratownica jest konstrukcją niezmienioną geometrycznie, ponieważ jego elementy są połączone sztywno, a nie zawiasowo. Stalowe pręty kratownicy przejmują obciążenia rozciągające i ściskające.

Do prywatnego użytku budowlanego więźby dachowe z rur giętych profilowo lub tkanych na gorąco, które są spawane na miejscu.

Fabryka Zbiorników w Saratowie produkuje kratownice ze sztywnych przewodów. Wysoką precyzję wykonania uzyskuje się poprzez frezowanie żeber kołnierzy montażowych.

Zakład SARRZ produkuje kratownice metalowe zgodnie z GOST 23118-99. Norma ta reguluje wymagania dotyczące materiałów, połączeń elementów i oznakowania konstrukcji.

Rodzaje konstrukcji metalowych kratownic

Główne typy kratownic metalowych są płaskie i przestrzenne: płaskie kratownice, których pręty leżą w tej samej płaszczyźnie, odbierają obciążenia tylko w jednej płaszczyźnie, podczas gdy kratownice przestrzenne tworzą przestrzenną wiązkę i przejmują obciążenia w dowolnym kierunku. Kratownica przestrzenna składa się z powierzchni w postaci kratownic płaskich.

Kratownice płaskie mocuje się do pozostałych elementów szkieletu budynku za pomocą ściągaczy.

Rysunek płaskiej i przestrzennej konstrukcji metalowej kratownicy

a) kratownice płaskie, b) kratownice przestrzenne

Kratownice zgodnie z ich przeznaczeniem stosowane są głównie jako kratownice i pod-kratownice: pod-kratownice łączą słupy wsporcze i stanowią podstawę do mocowania kratownic.

Istnieją również klasyfikacje:

według wielkości maksymalnego wysiłku (ciężki, lekki);

według obrysu pasów (segmentowe, z pasami równoległymi, z pasami przerywanymi, trójkątne, trapezowe, wielokątne);

Klasyfikacja metalowych konstrukcji kratowych ze względu na zarys pasów

a - z pasami równoległymi; b - wielokątny; c - trójkątny; g - z węzłami na paraboli lub łuku koła dla jednego pasa; d - to samo dla obu pasów

według układu kratowego (krzyżowy, trójkątny, rombowy, ukośny);

według schematu statycznego/rodzaju podpory (belki docięte/nieprzycięte, belki wspornikowe, ramowe, łukowe, kombinowane, podwieszane);

Klasyfikacja kratownic ze względu na rodzaje kratownic i rodzaje podpór

a - przekątna belki; b - belka z trójkątną kratą; c - belka wspornikowa z trójkątną kratą i dodatkowymi stojakami; g - wspornik półprzekątny; d - wspornik dwuprzekątny; e - belka dwukratowa; 1 - pas górny; 2 - dolny pas; 3 - klamra; 4 - stój

metodą łączenia elementów (śrubowe, nitowane, spawane);

zgodnie z przeznaczeniem kratownicy (krokwie, kratownica Pratta ze słupkami ściśniętymi i rozciągniętymi zastrzałami, kratownica Warrena z kratownicą trójkątów, belgijska kratownica trójkątna, kratownica z krzyżulkami, kratownica napowietrzna, kratownica, most, dźwig, wieża).

Z nich budowane są budynki, mosty i galerie transportowe kratownice wycięte z belek, ponieważ ich instalacja jest dość prosta, nie ma potrzeby stosowania skomplikowanych jednostek wsporczych. Kratownice belkowe niecięte są stosowane przy budowie konstrukcji o dwóch lub większej liczbie przęseł. Wybór ten wynika z faktu, że kratownice ciągłe mają większą sztywność w porównaniu do kratownic nieciętych i mają mniejszą wysokość. Do budowy zadaszeń, wież i konstrukcji takich jak podpory linie lotnicze przenoszenia mocy, należy zastosować kratownice wspornikowe. Kratownice ramowe wymagają mniejszej ilości metalu, dlatego stosuje się je do budowy budynków i konstrukcji o dużej rozpiętości. Stosowanie łukowe kratownice zwiększa objętość konstrukcji. Zastosowanie takiej konstrukcji kratownicy zależy od wymagań architektonicznych. Kratownice podwieszone przenoszą jedynie obciążenia rozciągające, dlatego wybiera się je do budowy konstrukcji i mostów o dużej rozpiętości.

Zarys pasów kratownicy podyktowany jest wydajnością i dobierany jest zgodnie z harmonogramem obliczania obciążeń obiektu.

Liczba rusztów i innych elementów wpływa na koszty energii i robocizny, koszt konstrukcji i złożoność instalacji. Najbardziej opłacalną kratownicą jest kratownica trójkątna. Krata ukośna stosowana jest do budowy budynków i konstrukcji o małej wysokości, przy dużych działających obciążeniach węzłowych. Krata poprzeczna stosowana jest w kratownicach przenoszących obciążenia we wszystkich kierunkach. Rombowa kratownica kratownicy ma największą sztywność, dlatego podobną konstrukcję stosuje się przy budowie mostów, wież i masztów.

Najpopularniejszą metodą mocowania elementów kratownicy jest spawanie mechaniczne. Do łączenia jednostek montażowych stosowane są połączenia śrubowe o dużej wytrzymałości.

Zatem zastosowanie kratownic w ramie budynku lub konstrukcji wynika z konieczności konstruowania konstrukcji duża szerokość rozpiętości i dużych obciążeń eksploatacyjnych.

Zakład Zbiornikowy Saratów produkuje kratownice o różnych formach konstrukcyjnych zgodnie z wymaganiami dotyczącymi warunków pracy, przeznaczenia budynku i konstrukcji oraz innymi życzeniami Klienta. Wszystkie konstrukcje kratowe produkowane w naszym Zakładzie charakteryzują się dużą wytrzymałością i sztywnością. Na wszystkich etapach produkcji konstrukcji metalowych kratownic kierują się naszymi specjalistami istniejące standardy oraz zasady rządzące procesami produkcyjnymi, instalacyjnymi i konstrukcyjnymi. Wszystkie wykonane prace spełniają wymagania organów regulacyjnych.

Jak zamówić produkcję kratownic metalowych w Zakładzie Zbiornika Saratowskiego?

Aby obliczyć koszt produkcji kratownic metalowych, możesz:

• skontaktuj się z nami telefonicznie 8-800-555-9480
• Wyślij e-mailem wymagania techniczne dotyczące konstrukcji metalowych
• skorzystaj z formularza " ", podaj dane kontaktowe, a nasz specjalista skontaktuje się z Tobą

Specjaliści Zakładu oferują kompleksowe usługi:

• badania inżynieryjne w miejscu eksploatacji
• projektowanie obiektów kompleksu naftowo-gazowego
• produkcja i montaż różnorodnych przemysłowych konstrukcji metalowych

Kratownica to układ prętów połączonych ze sobą w węzłach i tworzących geometrycznie niezmienną konstrukcję. Kratownice mogą być płaskie (wszystkie pręty leżą w tej samej płaszczyźnie) i przestrzenne.

Płaski kratownice (rys. a) mogą przyjmować obciążenie przyłożone tylko w ich płaszczyźnie i muszą być zabezpieczone od swojej płaszczyzny za pomocą połączeń lub innych elementów. Kratownice przestrzenne (rys. b, c) tworzą sztywną belkę przestrzenną zdolną do przenoszenia obciążeń działających w dowolnym kierunku. Każda ściana takiej belki jest płaską kratownicą. Przykładem wiązki kosmicznej jest konstrukcja wieżowa (ryc. d).

Ryż. Kratownice płaskie (a) i przestrzenne (b, c, d).

Głównymi elementami kratownic są pasy tworzące obrys kratownicy oraz kratownica składająca się ze zastrzałów i słupków (ryc.).

1 - pas górny; 2 - dolny pas; 3 - aparat ortodontyczny; 4 - stojak

Ryż. Elementy kratownicy

Odległość między węzłami pasa nazywana jest panelem ( D ), odległość między podporami - rozpiętość ( l ), odległość między osiami (lub zewnętrznymi krawędziami) pasów to wysokość kratownicy ( godz).

Pasy kratownic działają głównie na siły podłużne i momenty (podobnie jak pasy belek pełnych); Krata kratownicowa pochłania głównie siły boczne.

Połączenia elementów w węzłach realizuje się poprzez bezpośrednie łączenie jednego elementu z drugim (rys. a) lub za pomocą klinów węzłowych (rys. b) . Aby pręty kratownicowe działały głównie na siły osiowe i można pominąć wpływ momentów, elementy kratownicy są wycentrowane wzdłuż osi przechodzących przez środki ciężkości.

a – gdy elementy kratowe przylegają bezpośrednio do pasa;

b – przy łączeniu elementów za pomocą klina

Ryż. Węzły kratownicowe

Klasyfikacja kratownic odbywa się według schematu statycznego, zarysu pasów, układu kratownicowego, sposobu łączenia elementów w węzłach oraz wielkości siły działającej w elementach. Według schematu statycznego Wyróżnia się kratownice (ryc.): belkowe (dzielone, ciągłe, wspornikowe), łukowe, ramowe i podwieszane.

Podziel belki systemy (rys. a) stosowane są przy budowie pokryć i mostów. Są łatwe w produkcji i montażu, nie wymagają montażu skomplikowanych jednostek wsporczych, ale wymagają dużej ilości metalu. W przypadku dużych rozpiętości (ponad 40 m) kratownice dzielone okazują się przewymiarowane i podczas montażu trzeba je składać z oddzielnych elementów. Jeśli liczba nakładających się przęseł wynosi dwa lub więcej, użyj ciągły gospodarstwa rolne (ryc. b). Są bardziej ekonomiczne pod względem zużycia metalu i mają większą sztywność, co pozwala na zmniejszenie ich wysokości. Kiedy jednak podpory osiadają, w kratownicach ciągłych powstają dodatkowe siły, dlatego nie zaleca się ich stosowania na fundamentach o słabym osiadaniu. Ponadto instalacja takich konstrukcji jest skomplikowana.

a - belka dzielona; 6 - wiązka ciągła; c, e - konsola;

g - rama; d - łukowaty; g - podwieszony; z - połączone :

Ryż. Systemy kratownicowe

Konsola kratownice (ryc. c, e) służą do budowy zadaszeń, wież i podpór napowietrznych linii energetycznych. Rama systemy (rys. e) są ekonomiczne pod względem zużycia stali, mają mniejsze wymiary, ale są bardziej skomplikowane podczas montażu. Ich zastosowanie jest racjonalne w budynkach o dużej rozpiętości. Aplikacja łukowaty systemy (ryc. e), choć oszczędzają stal, prowadzą do zwiększenia objętości pomieszczenia i powierzchni otaczających go konstrukcji. Ich zastosowanie wynika głównie z wymagań architektonicznych. W na kablu kratownice (rys. g) wszystkie pręty pracują tylko w napięciu i mogą być wykonane z elementów elastycznych, np. lin stalowych. Naprężenie wszystkich elementów takich kratownic uzyskuje się poprzez dobór zarysu pasów i kratownicy, a także poprzez wytworzenie naprężenia wstępnego. Praca wyłącznie przy rozciąganiu pozwala w pełni wykorzystać wysokie właściwości wytrzymałościowe stali, ponieważ eliminowane są problemy ze stabilnością. Kratownice podwieszone są racjonalne w przypadku stropów i mostów o dużej rozpiętości. Stosowane są również systemy kombinowane, składające się z belki wzmocnionej od dołu sprenglem lub zastrzałami lub od góry łukiem (ryc. h). Systemy te są łatwe w produkcji (ze względu na mniejszą liczbę elementów) i sprawdzają się zarówno w konstrukcjach ciężkich, jak i w konstrukcjach z ruchomymi obciążeniami. Bardzo efektywne jest stosowanie systemów kombinowanych przy wzmacnianiu konstrukcji, np. wzmacnianiu belki, jeśli jej nośność jest niewystarczająca, za pomocą kratownicy lub rozpórek.

W zależności od zarysy pasów kratownice dzielą się na segmentowe, wielokątne, trapezowe, z pasami równoległymi i trójkątne (ryc.).

Najbardziej ekonomiczna pod względem zużycia stali jest kratownica zarysowana według diagramu momentów. W przypadku jednoprzęsłowego układu belek z równomiernie rozłożonym obciążeniem jest to: segmentowy kratownica z pasem parabolicznym (ryc. a ). Jednak krzywoliniowy zarys paska zwiększa złożoność produkcji, dlatego takie kratownice praktycznie nie są obecnie stosowane.

Bardziej akceptowalne jest wielokątny zarys (ryc. b) z pęknięciem pasa w każdym węźle. Odpowiada to dość ściśle parabolicznemu zarysowi wykresu momentów i nie wymaga wytwarzania elementów krzywoliniowych. Takie kratownice są czasami używane do pokrycia dużych rozpiętości i mostów.

a - segmentowy; b - wielokątny; c - trapezowy; g - z pasami równoległymi; d, f, g, i - trójkątny

Ryż. Zarysy pasów kratownicowych:

Farmy trapezowy kontury (ryc. c) mają zalety konstrukcyjne przede wszystkim ze względu na uproszczenie węzłów. Dodatkowo zastosowanie takich kratownic w powłoce umożliwia skonstruowanie sztywnego zespołu ramowego, co zwiększa sztywność ramy.

Gospodarstwa z pasy równoległe (Rys. d) mają równe długości elementów kratowych, ten sam układ węzłów, największą powtarzalność elementów i części oraz możliwość ich unifikacji, co przyczynia się do uprzemysłowienia ich produkcji.

Farmy trójkątny zarysy (ryc. e, f, g, i) są racjonalne dla systemów wspornikowych, a także dla systemów belek z obciążeniem skupionym w środku rozpiętości (kratownice krokwiowe). Przy rozłożonym obciążeniu kratownice trójkątne zwiększają zużycie metalu. Ponadto mają wiele wad konstrukcyjnych. Ostra jednostka nośna jest złożona i umożliwia jedynie połączenie przegubowe z kolumnami. Stężenia środkowe okazują się niezwykle długie, a ich przekrój należy dobrać tak, aby zapewnić maksymalną elastyczność, co powoduje nadmierne zużycie metalu.

Zgodnie ze sposobem łączenia elementów W węzłach kratownice są podzielone na spawane i skręcane. W konstrukcjach wyprodukowanych przed latami 50-tymi stosowano także połączenia nitowane. Główne typy kratownic są spawane. W zespołach montażowych stosuje się z reguły połączenia śrubowe ze śrubami o dużej wytrzymałości.

Według wielkości maksymalnego wysiłku Konwencjonalnie rozróżnia się kratownice lekkie z przekrojami elementów wykonanych z prostych profili walcowanych lub giętych (z siłami w prętach N< 3000 kN) oraz ciężkie kratownice z elementami o przekroju kompozytowym (N> 3000 kN).

Efektywność kratownic można zwiększyć poprzez ich sprężenie.

Systemy kratownicowe

Systemy kratowe stosowane w kratownicach pokazano na ryc.

a - trójkątny; b - trójkątny ze stojakami; c, d - przekątna; d - kratownicowy; e - krzyż; g - krzyż; i - rombowy; k - półprzekątna

Ryż. Systemy kratownicowe

Wybór rodzaju kraty zależy od schematu przyłożenia obciążenia, zarysu pasów i wymagań projektowych. Aby zapewnić zwartość zespołów, zaleca się, aby kąt pomiędzy szelkami a pasem mieścił się w przedziale 30...50 0.

Układ trójkątny krata (ryc. a) ma najmniejszą całkowitą długość elementów i najmniejszą liczbę węzłów. Są gospodarstwa z rosnąco I zniżkowy wsporniki usztywniające.

W miejscach występowania obciążeń skupionych (np. w miejscach podparcia płatwi dachowych) można zamontować dodatkowe stojaki lub wieszaki (rys. b). Stojaki te służą również do zmniejszenia szacunkowej długości pasa. Regały i zawieszenia działają tylko na obciążenia lokalne.

Wadą kraty trójkątnej jest obecność długich ściśniętych stężeń, co wymaga dodatkowego zużycia stali, aby zapewnić ich stabilność.

W przekątna w kratce (ryc. c, d) wszystkie stężenia mają siły jednego znaku, a stojaki mają inny. Krata ukośna jest bardziej metalochłonna i pracochłonna w porównaniu z siecią trójkątną, ponieważ całkowita długość elementów sieci jest dłuższa i jest w niej więcej węzłów. Stosowanie kratownic ukośnych jest wskazane w przypadku małych wysokości kratownic i dużych obciążeń węzłowych.

Szprengelnaja siatka (rys. e) służy do pozawęzłowego przykładania obciążeń skupionych na pas górny, a także gdy konieczne jest zmniejszenie szacunkowej długości pasa. Jest to bardziej pracochłonne, ale może zmniejszyć zużycie stali.

Przechodzić siatka (ryc. e) jest używana, gdy na kratownicę przykładane jest obciążenie zarówno w jednym, jak i drugim kierunku (na przykład obciążenie wiatrem). W gospodarstwach z pasami markowymi można ich używać przechodzić kratownica (rys. g) z pojedynczych narożników za pomocą zastrzałów mocowanych bezpośrednio do ścianki trójnika.

RombowyI półprzekątna kraty (rys. i, j) dzięki dwóm układom stężeń charakteryzują się dużą sztywnością; Systemy te są stosowane w mostach, wieżach, masztach i połączeniach w celu zmniejszenia projektowej długości prętów.

Rodzaje profili kratownicowych

Pod względem zużycia stali na pręty kratownicowe ściskane najbardziej efektywny jest cienkościenny przekrój rurowy (rys. a). Rura okrągła ma najkorzystniejszy dla elementów ściskanych rozkład materiału względem środka ciężkości oraz przy polu przekroju poprzecznego równym innym profilom, ma największy promień bezwładności (i ≈ 0,355d), taki sam we wszystkich kierunkach co pozwala na uzyskanie wędki o najmniejszej elastyczności. Zastosowanie rur w kratownicach pozwala na oszczędność stali do 20...25%.

Ryż. Rodzaje przekrojów elementów lekkich kształtów

Duża zaleta okrągłe rury to dobre usprawnienie. Dzięki temu napór wiatru na nie jest mniejszy, co jest szczególnie istotne w przypadku konstrukcji o dużej wysokości otwartej (wieże, maszty, dźwigi). Rury zatrzymują niewiele szronu i wilgoci, dzięki czemu są bardziej odporne na korozję oraz łatwe w czyszczeniu i malowaniu. Wszystko to zwiększa trwałość konstrukcji rurowych. Aby zapobiec korozji, należy uszczelnić wewnętrzne wnęki rury.

Prostokątne kształtowniki gięto-zamknięte (rys. b) pozwalają na uproszczenie połączeń elementów. Jednakże kratownice wykonane z giętych profili zamkniętych z zespołami bez fazowania wymagają dużej precyzji wykonania i mogą być produkowane jedynie w wyspecjalizowanych fabrykach.

Do niedawna lekkie kratownice projektowano głównie z dwóch narożników (rys. c, d, e, f). Profile te mają szeroką gamę powierzchni i są wygodne do wykonywania połączeń na węzłach i mocowania konstrukcji sąsiadujących z kratownicami (płatwie, płyty dachowe, ściągi). Istotną wadą tej formy projektu jest; duża liczba elementy o różnych standardowych rozmiarach, znaczne zużycie metalu na okucia i uszczelki, duża pracochłonność produkcji oraz obecność szczelin między narożami, co sprzyja korozji. Pręty o przekroju dwóch kątów utworzonych przez trójnik nie sprawdzają się przy pracy na ściskanie.

Przy stosunkowo niewielkiej sile można wykonać pręty kratownicowe z pojedynczych kątowników (ryc. g). Sekcja ta jest łatwiejsza w produkcji, szczególnie w przypadku jednostek niekształtowanych, ponieważ ma mniej części montażowych i nie ma szczelin zamkniętych do czyszczenia i malowania.

Zastosowanie teowników do pasów kratownicowych (ryc. i) pozwala na znaczne uproszczenie węzłów. W takiej kratownicy naroża zastrzałów i stojaków można przyspawać bezpośrednio do ściany trójnika bez wstawek. Zmniejsza to o połowę liczbę części montażowych i zmniejsza pracochłonność produkcji:

Jeżeli pas kratownicowy oprócz siły osiowej pracuje także przy zginaniu (z pozawęzłowym przenoszeniem obciążenia), racjonalny jest przekrój dwuteownika lub dwa ceowniki (rys. j, l).

Bardzo często pobierane są przekroje elementów kratownicy różne rodzaje profile: pasy z dwuteowników, krata z zakrzywionych profili zamkniętych lub pasy z teowników, krata z sparowanych lub pojedynczych narożników. To łączone rozwiązanie okazuje się bardziej racjonalne.

Ściśnięte elementy kratownicy należy zaprojektować tak, aby były jednakowo stabilne w dwóch wzajemnie prostopadłych kierunkach. Przy tych samych długościach projektowych l x = l Warunek ten spełniają y kształtowniki wykonane z rur okrągłych i profili kwadratowych gięto-zamkniętych.

W kratownicach wykonanych z kątowników parowych podobne promienie bezwładności (i x ≈ i y) mają nierówne kąty umieszczone razem w dużych półkach (rys. d). Jeżeli szacowana długość w płaszczyźnie kratownicy jest dwa razy mniejsza niż z płaszczyzny (na przykład w obecności kratownicy), przekrój nierównych kątów połączonych małymi kołnierzami (ryc. e) jest racjonalny, ponieważ w w tym przypadku i y ≈ 2i x.

Pręty ciężkich kratownic różnią się od lekkich silniejszymi i bardziej rozwiniętymi sekcjami, złożonymi z kilku elementów (ryc.).

Ryż. Rodzaje przekrojów ciężkich elementów kratownicowych

Określanie długości projektowej prętów kratownicowych

Nośność elementów ściskanych zależy od ich długości projektowej:

l ef = μ× l, (1)

Gdzie t- współczynnik redukcji długości w zależności od sposobu mocowania końców pręta;

l- długość geometryczna pręta (odległość między środkami węzłów lub punktami mocowania przed przemieszczeniem).

Nie wiemy z góry, w którą stronę pręt wygnie się w przypadku utraty stateczności: w płaszczyźnie kratownicy, czy w kierunku prostopadłym. Dlatego w przypadku elementów ściskanych konieczna jest znajomość długości projektowych i sprawdzenie stateczności w obu kierunkach. Pręty elastyczne rozciągnięte mogą uginać się pod własnym ciężarem, łatwo ulegają uszkodzeniom podczas transportu i montażu, a pod obciążeniami dynamicznymi mogą wibrować, przez co ich elastyczność jest ograniczona. Aby sprawdzić elastyczność, należy znać obliczoną długość rozciągniętych prętów.

Na przykładzie kratownicy budynku przemysłowego z latarnią (ryc.) rozważymy metody określania szacunkowych długości. Pomiędzy węzłami może wystąpić możliwe zakrzywienie pasów kratownicy podczas utraty stateczności w jej płaszczyźnie (rys. a).

Dlatego obliczona długość cięciwy w płaszczyźnie kratownicy jest równa odległości między środkami węzłów (μ = 1). Forma wyboczenia od płaszczyzny kratownicy zależy od miejsc zabezpieczenia pasa przed przemieszczeniem. W przypadku ułożenia wzdłuż pasa górnego sztywnych paneli metalowych lub żelbetowych, przyspawanych lub przykręconych do pasa, wówczas szerokość tych paneli (zwykle równa odległości między węzłami) określa szacunkową długość pasa. W przypadku zastosowania jako pokrycia dachowego listwy profilowanej mocowanej bezpośrednio do pasa, pas jest zabezpieczony przed utratą stabilności na całej swojej długości. W przypadku pokrycia wzdłuż płatwi szacunkowa długość pasa od płaszczyzny kratownicy jest równa odległości pomiędzy płatwiami zabezpieczonymi przed przemieszczeniem w płaszczyźnie poziomej. Jeśli płatwie nie zostaną zabezpieczone ściągami, nie będą one w stanie zapobiec przesuwaniu się pasa kratownicy i szacowana długość pasa będzie równa całej rozpiętości kratownicy. Aby płatwie zabezpieczyły pas należy zamontować połączenia poziome (rys. b) i połączyć z nimi płatwie. W obszarze osłony pod latarnią należy umieścić podkładki dystansowe.

A - odkształcenie pasa górnego podczas utraty stateczności w płaszczyźnie kratownicy; pne - to samo, z płaszczyzny kratownicy; d - odkształcenie sieci

Ryż. Aby określić długości projektowe elementów kratownicy

Zatem obliczona długość pasa od płaszczyzny kratownicy jest z reguły równa odległości pomiędzy punktami zabezpieczonymi przed przemieszczeniem. Elementami mocującymi pas mogą być panele dachowe, płatwie, łączniki i rozpórki. Podczas montażu, gdy elementy dachu nie zostały jeszcze zamontowane w celu zabezpieczenia więźby, można zastosować tymczasowe ściągi lub podkładki dystansowe z ich płaszczyzny.

Przy określaniu długości obliczeniowej elementów kratowych można uwzględnić sztywność węzłów. W przypadku utraty stabilności ściśnięty element ma tendencję do obracania węzła (rys. d). Pręty sąsiadujące z tym węzłem są odporne na zginanie. Największą odporność na obrót węzła zapewniają rozciągnięte pręty, ponieważ ich odkształcenie w wyniku zginania prowadzi do zmniejszenia odległości między węzłami, podczas gdy ze względu na główną siłę odległość ta powinna wzrosnąć. Sprężone pręty są słabo odporne na zginanie, ponieważ odkształcenia spowodowane obrotem i siłą osiową są skierowane w jednym kierunku, a ponadto same mogą stracić stabilność. Zatem im bardziej rozciągnięte pręty przylegają do węzła i tym są mocniejsze, tj. im większa jest ich sztywność liniowa, tym większy jest stopień ściskania danego pręta i tym krótsza jest jego długość konstrukcyjna. Wpływ ściśniętych prętów na ściskanie można pominąć.

Ściśnięty pas jest słabo ściskany w węzłach, ponieważ sztywność liniowa rozciąganych elementów kratowych sąsiadujących z węzłem jest niska. Dlatego przy określaniu szacunkowej długości pasów nie braliśmy pod uwagę sztywności węzłów. To samo dotyczy wsporników i stojaków. Dla nich długości projektowe, podobnie jak w przypadku pasów, są równe długości geometrycznej, tj. odległość między środkami węzłów.

W przypadku pozostałych elementów kratowych przyjęto następujący schemat. W węzłach pasa górnego większość elementów jest ściśnięta, a stopień ściągnięcia jest niewielki. Węzły te można uznać za zawiasowe. W węzłach pasa dolnego rozciąga się większość elementów zbiegających się w węźle. Węzły te są zaciśnięte elastycznie.

Stopień zaciśnięcia zależy nie tylko od znaku sił prętów przylegających do ściskanego elementu, ale także od konstrukcji urządzenia. Jeśli występuje klin, który napina węzeł, ściskanie jest większe, dlatego zgodnie z normami w kratownicach z klinami węzłowymi (na przykład z sparowanych kątów) szacowana długość w płaszczyźnie kratownicy wynosi 0,8× l oraz w kratownicach z elementami stykającymi się końcami, bez zakładek węzłowych - 0,9× l .

W przypadku utraty stateczności od płaszczyzny kratownicy stopień ściskania zależy od sztywności skrętnej pasów. Wkładki są elastyczne od płaszczyzny i można je uważać za zawiasy blachowe. Dlatego w kratownicach z węzłami na klinach szacowana długość elementów kratowych jest równa odległości między węzłami l 1. W kratownicach z pasami wykonanymi z profili zamkniętych (rury okrągłe lub prostokątne) o dużej sztywności skrętnej można przyjąć współczynnik redukcji długości obliczeniowej równy 0,9.

W tabeli przedstawiono obliczone długości elementów dla najczęstszych przypadków kratownic płaskich.

Tabela - Długości projektowe elementów kratownicy

Notatka. l-długość geometryczna elementu (odległość między środkami węzłów); l 1 - odległość środków węzłów zabezpieczonych przed przemieszczeniem od płaszczyzny kratownicy (pasy kratownicowe, stężenia, płyty przykrywające itp.).

Dobór przekrojów elementów ściskanych i rozciąganych

Dobór przekroju elementów ściskanych

Dobór przekrojów sprężonych elementów kratownicy rozpoczyna się od określenia wymaganej powierzchni na podstawie warunku stateczności

, (2)

.

1) Można wstępnie założyć, że dla pasów lekkich kratownic l = 60 - 90 i dla kratownic l = 100 - 120. Większe wartości elastyczności uzyskuje się przy mniejszym wysiłku.

2) Na podstawie wymaganej powierzchni wybiera się z asortymentu odpowiedni profil, określa się jego rzeczywiste cechy geometryczne A, i x, i y.

3) Znajdź l x = l x /i x i l y = l y/i y , Dla większej elastyczności określono współczynnik j.

4) Wykonaj kontrolę stabilności, korzystając ze wzoru (2).

Jeżeli podatność pręta została wcześniej ustawiona błędnie, a badanie wykazało nadmierne naprężenie lub znaczne (ponad 5-10%) niedociśnienie, wówczas przekrój koryguje się, przyjmując wartość pośrednią pomiędzy zadaną a rzeczywistą wartością elastyczności. Zwykle drugie podejście osiąga swój cel.

Notatka. Można uznać, że stabilność lokalna elementów ściskanych wykonanych z kształtowników walcowanych jest zapewniona, gdyż warunki walcowania determinują grubość kołnierzy i ścian profili większą niż wymagana z warunków stateczności.

Przy wyborze rodzaju profili należy pamiętać, że przekrój wymierny to taki, który ma taką samą podatność zarówno w płaszczyźnie, jak i od płaszczyzny kratownicy (zasada jednakowej stateczności), dlatego też przy przypisywaniu profili należy uwzględnić zwróć uwagę na stosunek długości efektywnych. Przykładowo, jeśli projektujemy kratownicę z kątowników i obliczone długości elementu w płaszczyźnie i z płaszczyzny są takie same, wówczas racjonalnie jest wybrać nierówne kątowniki i umieścić je razem na dużych półkach, ponieważ w tym przypadku i x ≈ i y, i kiedy l x = l y λ x ≈ λ y . Jeśli szacowana długość jest poza płaszczyzną l y jest dwukrotnością długości projektowej w płaszczyźnie l x (przykładowo pas górny w obszarze pod latarnią), wówczas bardziej racjonalnym przekrojem byłby przekrój dwóch nierównych kątów umieszczonych razem z małymi półeczkami, gdyż w tym przypadku i x ≈ 0,5×i y i przy l x = 0,5× l y λ x ≈ λ y . Dla elementów kratowych przy l x = 0,8× l najbardziej racjonalny byłby przekrój równych kątów. W przypadku pasów kratownicy lepiej jest zaprojektować odcinek o nierównych kątach połączonych z mniejszymi pasami, aby zapewnić większą sztywność od płaszczyzny podczas podnoszenia kratownicy.

Dobór przekroju elementów rozciąganych

Wymaganą powierzchnię przekroju poprzecznego rozciągniętego pręta kratownicowego określa wzór

. (3)

Następnie, zgodnie z asortymentem, wybierany jest profil o najbliższej większej powierzchni. W takim przypadku sprawdzenie przyjętego przekroju nie jest wymagane.

Dobór przekrojów prętów dla maksymalnej elastyczności

Elementy kratownicy powinny być zasadniczo projektowane ze sztywnych prętów. Sztywność jest szczególnie ważna w przypadku elementów ściskanych, stan graniczny co jest określane przez utratę stabilności. Dlatego w przypadku skompresowanych elementów kratownicy SNiP ustanawia wymagania dotyczące maksymalnej elastyczności, które są bardziej rygorystyczne niż w innych krajach. dokumenty regulacyjne. Maksymalna elastyczność ściskanych elementów kratownic i połączeń zależy od przeznaczenia pręta i stopnia jego obciążenia: , gdzie N - siła obliczeniowa, j×R y ×g c – nośność.

Pręty naciągowe nie powinny być również zbyt elastyczne, szczególnie przy obciążeniach dynamicznych. Pod obciążeniami statycznymi elastyczność elementów rozciąganych ogranicza się jedynie do płaszczyzna pionowa. Jeśli cięgna są wstępnie naprężone, ich elastyczność nie jest ograniczona.

Wiele lekkich prętów kratownicowych charakteryzuje się niskimi siłami, a co za tym idzie, niskimi naprężeniami. Przekroje tych prętów dobierane są tak, aby zapewnić maksymalną elastyczność. W skład takich prętów wchodzą zazwyczaj dodatkowe słupki w kratownicy trójkątnej, stężenia w środkowych panelach kratownic, elementy usztywniające itp.

Znając szacunkową długość pręta l ef i wartość elastyczności granicznej l pr, wyznaczamy wymagany promień bezwładności i tr = l ef/l tr. Na tej podstawie w asortymencie wybieramy sekcję o najmniejszej powierzchni.

Termin kratownica(kratownica) jest często używane do opisania dowolnego zestawu elementów - takich jak pseudoramy lub pary krokwi, często oznacza w sensie inżynierskim: "płaską ramę złożoną z poszczególnych elementów konstrukcyjnych połączonych na końcach w trójkąty tak, aby rozciągały się na dużą odległość. "

Obszar zastosowań

Kratownice są szeroko stosowane w nowoczesna konstrukcja, głównie do pokrywania dużych rozpiętości w celu zmniejszenia zużycia materiałów i odciążenia konstrukcji np. w budownictwie konstrukcje o dużej rozpiętości, rodzaj mostów, systemy krokwiowe budynki przemysłowe, obiektów sportowych, a także podczas budowy małych lekkich konstrukcji budowlanych i dekoracyjnych: pawilonów, konstrukcji scenicznych, markiz i podestów;

Kadłub samolotu, kadłub statku, w którym znajduje się nadwozie samochodu (z wyjątkiem nadwozi otwartych, które działają jak zwykła belka), autobusu lub lokomotywy spalinowej, rama wagonu ze sprenglem – z punktu względu na wytrzymałość materiałów, są kratownicami (nawet jeśli nie posiadają ramy jako takiej – konstrukcja kratownicy w tym przypadku składa się z wytłoczek i wzmocnień wzmacniających obudowę), dlatego do ich obliczeń wytrzymałościowych stosuje się odpowiednie metody.

Fabuła

• wieża (patrz Maszt, Wieża - Żuraw wieżowy, Wieża Eiffla)
• dźwig (patrz dźwig do podnoszenia ładunków)
• chodniki (patrz Most )
• konstrukcje wsporcze (podpory linii energetycznych)
• pokrycie wiązarów (krokwie, podkrokwie - służą jako podparcie dla więźb dachowych)
• hydrauliczne kratownice bramowe
• gospodarstwa wiaduktów transportowych

i inne budynki.

Według materiału wykonania

Ze względu na zastosowany materiał kratownice dzielą się na:

• metal (stal, żeliwo, aluminium i inne stopy);
• łączny.

Czasami łączy się różne materiały, aby jak najbardziej racjonalnie wykorzystać wszystkie ich właściwości.

Według cech konstrukcyjnych

Rodzaj pasów

Kratownice mogą być dwupasmowe lub potrójne, w rzadkich przypadkach mają przewagę nad dwupasmowymi: mają dużą odporność na zginanie w płaszczyźnie poziomej i skręcanie, co eliminuje konieczność montażu dodatkowe połączenia i zwiększa stabilność ściśniętego konturu kratownicy.

W zależności od charakteru konturu zewnętrznego kratownic (rodzaj pasów), kratownice mają określone wymiary długości i wysokości, a także nachylenie:

Rodzaj pasów	Rozpiętość (długość) kratownic, L, m	Wysokość kratownicy, H., m	Nachylenie pasów kratownicowych, I, %	Schemat
Lina	36	1/10...1/12 L	-
Równoległy	24-120	1/8...1/12 L	do 1,5%
Podejrzany	48-100	1/7...1/8 L	-
Wielokątny (wielokątny)	36-96	1/7...1/8 L	-	Kratownica jest wielokątna (wielokątna).
Paraboliczny (segmentowy)	36-96	1/7...1/8 L	-
Trapezowy	24-48	1/6...1/8 L	8,0...10,0%	Kratownica jest pięciokątna (trapezowa).
Trójkątny	18-36	1/4...1/6 L	2,5...3,0%

Zazwyczaj w gospodarstwach wykorzystuje się drzewce i ryby budynki publiczne, z pasami równoległymi - w przemysłowych.

Optymalna wysokość kratownice w warunkach minimalnej masy i maksymalnej sztywności uzyskuje się przy stosunku wysokości kratownicy do rozpiętości - H/L = 1/4...1/5, ale przy tym stosunku kratownice są niewygodne w montażu i transporcie oraz zawyżają objętość budynków.

Typ rusztu

Typ rusztu	Opis	Schemat
Przechodzić	Krata poprzeczna pracuje tylko w napięciu, dlatego stosowana jest w kratownicach pracujących pod obciążeniem zmiennym.
Przekątna	Stosowany w niskich gospodarstwach
Półprzekątna	-
Rombowy	Krata rombowa jest rodzajem siatki trójkątnej
Trójkątny	-
Szprengelnaja	-

Racjonalny kąt stężeń względem pasów kratownicy wynosi 45°.

Kratownicę bezusztywnianą stosuje się w płytach międzystropowych w celu stworzenia podłogi użytkowej w przestrzeni międzywięziowej lub stropu technicznego; jego wadą jest zwiększone zużycie stali ze względu na znaczne momenty zginające w pasach i zębatkach.

Rodzaj wsparcia

• profile typu otwartego - kątowniki pojedyncze i parowane, profile gięte, spawane, ceowniki, teowniki, dwuteowniki;
• profile zamknięte - rury okrągłe i prostokątne.

W przypadku użycia otwarte profile Na końcach kratownic znajdują się specjalne pogrubienia - żarówki.

Paski

W celu zamocowania płatwi na górnym pasie kratownic montuje się narożnik z otworami na śruby.

Podczas podpierania żelbetowych płyt osłonowych górny pas kratownicy zbrojony jest nakładkami o grubości t, mm:

• 12 - o rozstawie kratownicy 6 m;
• 14 - o rozstawie kratownicy 12 m.

Dla dużych rozpiętości (powyżej 12 m) i konieczności zmiany przekroju pasów projektuje się przerwy. Szczeliny w pasach umieszcza się najczęściej na zewnątrz węzłów, aby ułatwić pracę klinu, pasy przykrywa się nakładkami wykonanymi z kątowników lub blach. Przy niewielkim wysiłku możliwe jest związanie pasów w węzeł. Łączone pasy są przesunięte na wysokość nie więcej niż o 1,5%, aby uniknąć wystąpienia momentu zginającego, który jest uwzględniany w obliczeniach.

Uszczelki łączące

Profile typu otwartego (podwójny kątownik, ceownik itp.) w parach o dużych długościach mogą pracować oddzielnie od siebie (po ściśnięciu mogą się zginać różne strony), dlatego dla ich większej stabilności podczas wspólnej pracy instaluje się uszczelki łączące - krakersy.

Jeżeli długość sparowanych elementów kratownicy (pasów, stojaków i stężeń) przekracza 40 R przy kompresji i 80 R po rozciągnięciu, gdzie R- dowolny minimalny promień bezwładności przekroju profilu, wówczas elementy takie łączone są ze sobą wzdłużnie za pomocą dodatkowych przekładek - krakersów. Gdy szerokość profilu jest większa niż 90 mm, krakersy nie są instalowane solidnie, są rozrywane na dwa wąskie paski, aby zaoszczędzić stal.

wstawki

Elementy kratownicy można łączyć ze sobą koniec do końca lub poprzez blachę łączącą - klin.

Grubość wstawek zależy od sił występujących w elementach kratownicy i przyjmuje się, że jest taka sama dla wszystkich elementów, przy czym dla kratownic o dużej rozpiętości dopuszczalna jest grubość blach nośnych większa o 2 mm i jest akceptowana dla stali C38/ 23 zgodnie z tabelą:

W przypadku stali innych niż C238/23 dopuszcza się zmniejszenie grubości blach węzłowych poprzez pomnożenie przez współczynnik równy 2100/R, gdzie R jest obliczeniową nośnością stali.

Zasada działania

Jeśli dowolnie przymocujesz kilka prętów do zawiasów, będą one losowo obracać się wokół siebie i taka konstrukcja będzie, jak to się mówi w mechanice konstrukcyjnej, „zmienna”, to znaczy, jeśli na nią naciśniesz, złoży się, podobnie jak składane ściany pudełka zapałek. Jeśli z prętów zrobisz zwykły trójkąt, to konstrukcja zejdzie się w całość dopiero wtedy, gdy złamiesz jeden z prętów lub oderwiesz go od pozostałych; taka konstrukcja jest już „niezmienna”.

Projekt kratownicy zawiera te trójkąty. Wysięgnik żurawia wieżowego i złożone podpory składają się z małych i dużych trójkątów. Ponieważ dowolne pręty lepiej sprawdzają się przy ściskaniu i rozciąganiu niż przy pękaniu, obciążenie przykładane jest do kratownicy w punktach połączenia prętów.

W rzeczywistości pręty kratownicowe są zwykle połączone ze sobą nie za pomocą zawiasów, ale na sztywno. Oznacza to, że jeśli od reszty konstrukcji odetnie się dowolne dwa pręty, nie będą się one obracać względem siebie, jednak w najprostszych obliczeniach jest to pomijane i zakłada się, że istnieje zawias.

Metody obliczeniowe

Istnieje ogromna liczba sposobów obliczania kratownic, prostych i złożonych; są to metody analityczne i konstrukcja wykresów sił. Metody analityczne opierają się na przykładzie cięcia kratownic, jednymi z najprostszych są obliczenia metodą „przekroju przelotowego” lub „węzłów wycinających” (przewiasów łączących pręty). Metoda ta jest uniwersalna i odpowiednia dla wszelkich kratownic wyznaczalnych statycznie. Do obliczeń wszystkie siły działające na kratownicę są redukowane do jej węzłów. Następnie stosowane są dwie opcje obliczeń.

Pierwszym z nich jest znalezienie reakcji podpór za pomocą konwencjonalnych metod statyki (ułożenie równań równowagi), a następnie rozważenie dowolnego węzła, w którym zbiegają się tylko dwa pręty. Węzeł jest mentalnie oddzielony od kratownicy, zastępując działanie ciętych prętów ich reakcjami skierowanymi z węzła. W tym przypadku obowiązuje zasada znaków - rozciągnięty pręt ma siłę dodatnią. Z warunku równowagi zbieżnego układu sił (dwa równania w rzutach) wyznacza się siły w prętach, następnie rozważa się kolejny węzeł, w którym znowu występują tylko dwie nieznane siły i tak dalej, aż siły we wszystkich znaleziono pręty.

Innym sposobem jest nie określanie reakcji podpór, lecz zastąpienie podpór prętami wsporczymi, a następnie wycięcie wszystkich węzłów (ilość N) i dla każdego utwórz dwa równania równowagi. Następnie rozwiązują system 2n równania i znajdź wszystko 2n siły, w tym siły w prętach nośnych (reakcje podpór). W kratownicach statycznie wyznaczalnych system musi być zamknięty.

Metoda wycinania węzłów ma jedną istotną wadę - kumulację błędów w procesie sekwencyjnego uwzględniania równowagi węzłów lub przekleństwo rozmiaru macierze układu równań liniowych, jeżeli dla całego gospodarstwa zestawiony zostanie globalny układ równań. Metoda Rittera nie ma tej wady. Jest też archaizm metoda graficzna obliczenia - diagram Maxwella-Cremony, przydatny jednak w procesie uczenia się. We współczesnej praktyce używają programy komputerowe, z których większość opiera się na metodzie cięcia węzłów lub metodzie elementów skończonych. Czasami w obliczeniach wykorzystuje się metodę wymiany prętów Henneberga i zasadę możliwych przemieszczeń.

Szacunkowe długości elementy

Za szacunkowe długości elementów kratownicy (pasów, stojaków i stężeń) przyjmuje się długość elementu pomnożoną przez współczynnik redukcji długości μ:

• w płaszczyźnie kratownicy:
  • μ = 1,0 - dla ściśniętego pasa górnego w płaszczyźnie kratownicy (pełna długość geometryczna elementu pomiędzy środkami węzłów);
  • μ = 1,0 – dla podpór kratownic (ze względu na niewielki wpływ ściskania), które traktowane są jako kontynuacja pasa;
  • μ = 0,8 - dla wszystkich słupków i stężeń, z wyjątkiem podporowego, na skutek ściskania końców stężeń na skutek rozciągania elementów przylegających do klinów.
• z płaszczyzny kratownicy:
  • μ = 1,0 - dla ściśniętych stężeń i stojaków (pełna obliczona długość geometryczna pomiędzy środkami węzłów);
  • μ = 1,0 - dla pasów sprężonych; w przypadku mocowania płatwi do połączeń, co jest utrudnione podczas montażu, lub na płatwiach ułożona jest sztywna podłoga (blachę falistą mocuje się do płatwi za pomocą wkrętów po około 30 cm i monolityczną płyta żelbetowa) lub w pokryciu bezdźwigarowym, do pasów kratownicy przyspawane są prefabrykowane płyty osłonowe.

Skład i projekt projektu

Projekt roboczy składa się z dwóch części: Noty objaśniającej oraz rysunków marki KM (konstrukcje metalowe), wykonanych przez projektanta, na podstawie których rysunki marki KMD (konstrukcje metalowe, detale) wykonywane są przez dział projektowy firmy producenta, biorąc pod uwagę dostępność materiałów (stal walcowana itp.) oraz możliwości technologiczne i ograniczenia organizacji zakładu i instalacji (mechanizmy projektowania: spawacze itd.; mechanizmy do montażu: dźwigi, wciągniki itp.).

Rysunki marki KM obejmują

• strona tytułowa i strona tytułowa;
• notatka wyjaśniająca;
• układ elementów;
• węzły interfejsu elementów;
• wymiary całkowite i referencyjne;
• specyfikacja techniczna wyrobów walcowanych z metali.

Rysunki marki KMD obejmują

• strona tytułowa i strona tytułowa;
• schematy połączeń;
• szczegółowe rysunki elementów i osprzętu instalacyjnego.

Rysunki robocze wykonywane są w specjalnym systemie znakowania.

Galeria

Przekrój dachu kratownicowego typu Queen, patrz: Drewniana więźba dachowa.

Wsparcie linii energetycznej.

Kratownica budowlana to konstrukcja metalowa składająca się z pojedynczych nachylonych stężeń lub słupków pionowych, które są połączone ze sobą w oddzielne zespoły umieszczone na dolnym i górnym pasie kratownicy za pomocą połączeń spawanych; całość tworzy sztywną konstrukcję. Połączone słupki równomiernie rozkładają obciążenie na całą konstrukcję kratownicy, która przenosi je poprzez kolumny wsporcze na fundament. W tym przypadku pas górny pracuje w ściskaniu osiowym, a pas dolny w napięciu.

Rodzaje i odmiany

Połączone ze sobą szelki tworzą trójkąt, który uważany jest za najtrwalszą figurę geometryczną. Dlatego prawie każdy schemat projektu Gospodarstwo, niezależnie od jego rodzaju, składa się ze zbioru określonej liczby niezmienionych figury geometryczne w formie trójkątów.

Gospodarstwa składają się z następujących elementów:

Połączenia węzłowe mogą być:

1. Spawane - wszystkie elementy konstrukcyjne łączone są ze sobą poprzez spawanie.
2. Połączenia śrubowe lub nitowane - elementy łączone są ze sobą za pomocą śrub lub nitów na wspólnym stalowym osadzeniu (węźle) wykonanym z grubej blachy walcowanej.

Kratownica stalowa w porównaniu do belek pełnych jest lżejsza, do jej wykonania potrzeba mniej metalu i charakteryzuje się dużą wytrzymałością nośność. Oraz przez jego konstrukcję i rozkład obciążeń pionowych gospodarstwa dzielą się na dwa typy:

Urządzenia konstrukcyjne są znacznie bardziej skomplikowane w montażu, ale dzięki swojej konstrukcji są w stanie przenosić zarówno obciążenia pionowe, jak i boczne. Jednocześnie nie wymagają montażu dodatkowych płatwi w celu połączenia z innymi konstrukcjami metalowymi, dlatego często stosuje się je do jednego solidnego przekrycia o dużych i dość szerokich rozpiętościach przy minimalnej liczbie słupów wsporczych.

Cechy konstrukcyjne

Wszelkie urządzenia metalowe, niezależnie od ich konstrukcji, konturu i kształtu, mają swoje własne cechy i określone parametry. Ale nadal, zgodnie z metodą instalacji, oprócz klasycznej, gdy urządzenie konstrukcyjne opiera się na podporach na obu końcach, czasami istnieją konstrukcje konstrukcyjne, w których jedna krawędź okazuje się zawieszona, to znaczy bez podparcia. Montuje się je najczęściej na piętrach budynków, w których połać dachowa wystaje daleko poza ściany zewnętrzne.

W zależności od projektu, kratownice mogą być proste, jedno lub dwuspadowe. W zależności od konturu różnią się one kilkoma typami:

Rodzaje krat

Istnieją następujące typy krat:

• Krata trójkątna. Jest najtrudniejszy i efektywnego systemu w projektach o konturach równoległych, trójkątnych i trapezowych.
• Kratka ukośna. Składa się z najdłuższych stężeń, które działają jednocześnie przy ściskaniu i rozciąganiu, natomiast rozpórki pionowe działają tylko przy ściskaniu.

Istnieją również specjalne kratki krzyżowe, kratownicowe i inne.

Ważnym parametrem konstrukcji kratownicy jest ich kąt nachylenia i w zależności od tego projekty są podzielone na 3 grupy:

Prawie wszystkie kratownice budowlane mają spore zalety przed całkowicie metalowymi belkami, wśród których najważniejsze to:

Produkcja konstrukcji

Z reguły konstrukcje kratownic metalowych dobiera się w zależności od projektowanego kąta nachylenia ich górnego pasa, szerokości przęsła zakładkowego i przeznaczenia. Jeśli weźmiemy pod uwagę stropy budynków przemysłowych, mosty i wiadukty, gdzie są one najczęściej stosowane, to w tym celu produkowane są kratownice konstrukcyjne o standardowych długościach 12, 18 i 24 m/p.

Ogólne wymagania

W przypadku cięższych i bardziej krytycznych konstrukcji (mosty i wiadukty) stosuje się je Dwuteowniki i kanał. Wszystko konstrukcje hydrauliczne zmontowane z elementów okrągły przekrój lub rury profilowe.

Najczęściej do montażu standardowych kratownic konstrukcyjnych stosuje się wzmocniony kątownik walcowany. W tym przypadku do produkcji wszystkich jego elementów stosuje się sparowany narożnik, którego półwyroby są łączone ze sobą poprzez spawanie za pomocą specjalnych wstawionych między nimi metalowe talerze(ryba). Narożniki są sparowane w taki sposób, że Przekrój przypominał przekrój T.

To prawda, w Ostatnio konstrukcje metalowe tej konfiguracji stały się mniej poszukiwane ze względu na złożoność montażu, spawania i malowania. Alternatywą dla takich konstrukcji stają się coraz częściej profile stalowe czy rury okrągłe.

Prawidłowe obliczenia

Należy zrozumieć, że możliwe jest wykonanie wysokiej jakości obliczeń urządzenia nośnego tylko za pomocą dostępność specjalna wiedza biorąc pod uwagę wymagania SNiP i wiele innych licznych czynników. Aby poprawnie wykonać obliczenia, projektanci korzystają ze specjalnych programów.

Przy obliczaniu projektu urządzenia inżynierskiego wszystkie uzyskane wartości muszą być uwzględnione na rysunku projektowym, bez czego montaż konstrukcji będzie prawie niemożliwy.

Początkowo przed sporządzeniem projektu rysunkowego przygotowywany jest schemat kratownicy wskazujący główną zależność nachylenia górnego pasa i całkowitej długości przyszłego produktu. Czynniki takie jak:

Po obliczeniu głównych parametrów należy podjąć decyzję o schemacie projektowym. Najlepiej używać do tego specjalnych programów, które można swobodnie znaleźć w Internecie. Można na przykład użyć programu do obliczeń kratownicy.

Montaż konstrukcji

Wszystkie elementy kratownic do pokrycia dużych rozpiętości są produkowane i dostosowywane w fabryce, tam też przeprowadzana jest część montażu konstrukcji . Jego kompletna instalacja wykonywany jest bezpośrednio na placu budowy ściśle według szczegółowych rysunków dołączonych do produktu. Rysunek przedstawia indywidualne oznaczenia wszystkich elementów konstrukcyjnych oraz zawiera instrukcje objaśniające cały proces montażu.

Zazwyczaj półfabrykaty produktów posiadają specjalne otwory montażowe, za pomocą których można zmontować i tymczasowo zabezpieczyć, bez użycia zacisków i specjalnych zacisków mocujących, wszystkie części konstrukcji podczas przygotowania jej do prac spawalniczych.

Jeśli nie ma takich otworów, tymczasowe mocowanie przedmiotów obrabianych odbywa się za pomocą zacisków i krótkich spoin.

Większość metalowych części urządzeń jest spawana elektrycznie lub łączona za pomocą połączeń śrubowych. Stopień niezawodności takich połączeń zależy od siły, z jaką dokręcone zostały śruby. Prace te są zwykle wykonywane przez dwóch instalatorów, którzy dokręcają nakrętki za pomocą kluczy z długą rączką lub pneumatycznych kluczy udarowych.

Kompletne połączenie elementów konstrukcyjnych kratownicy metodą spawania elektrycznego produkowane są w przypadkach gdzie wymagane jest uzyskanie najtrwalszego połączenia. Szczególnie ważne mocowania części można wykonać za pomocą grubych nitów stalowych.

Montaż zmontowanych konstrukcji odbywa się za pomocą dźwigu, a ciężkie konstrukcje konstrukcyjne można montować za pomocą dwóch dźwigów. Po zamontowaniu na słupach zmontowanej konstrukcji, zostaje ona przyspawana do osadzonej w niej płyty, sztywno przymocowanej do głowicy kolumny.