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Los lazos son elementos importantes del marco de acero, que son necesarios para cumplir con los siguientes requisitos: – garantizar la inmutabilidad del sistema espacial del marco y la estabilidad de sus elementos comprimidos; - percepción y transferencia a los cimientos de algunas cargas (viento, horizontales de grúas); - garantizar la operación conjunta de marcos transversales bajo cargas locales (por ejemplo, grúa); - creación de la rigidez del marco necesaria para garantizar las condiciones normales de funcionamiento; – proporcionando condiciones para una instalación conveniente y de alta calidad. Los enlaces se dividen en enlaces entre columnas y enlaces entre cerchas (enlaces de cubierta). |
Enlaces entre columnas.
El sistema de conexiones entre columnas (9.8) proporciona durante la operación e instalación:
– inmutabilidad geométrica de la trama;
- la capacidad portante del marco y su rigidez en la dirección longitudinal;
- la percepción de cargas longitudinales del viento en el final del edificio y frenado del puente grúa;
– estabilidad de las columnas desde el plano de los pórticos transversales.
Para realizar estas funciones, se requiere al menos un disco duro vertical a lo largo del bloque de temperatura y un sistema de elementos longitudinales que unen columnas que no están incluidas en el disco duro a este último. Los discos duros (Fig. 11.5) incluyen dos columnas, una viga de grúa, tirantes horizontales y una celosía, lo que garantiza la invariabilidad geométrica cuando todos los elementos del disco están articulados.
La celosía está diseñada en cruz (Fig. 9.13, a), cuyos elementos se aceptan como flexibles [] = 220 y trabajan en tensión en cualquier dirección de las fuerzas transmitidas al disco (la riostra comprimida pierde estabilidad) y triangular (Fig. 9.13, b), cuyos elementos trabajan a tracción y compresión. El esquema de celosía se elige de modo que sus elementos puedan unirse convenientemente a las columnas (los ángulos entre la vertical y los elementos de celosía son cercanos a 45 °). Con pasos de columna grandes en la parte inferior de la columna, es recomendable colocar un disco en forma de marco de celosía de doble bisagra, y en la parte superior, el uso de una armadura de armadura (Fig. 9.13, c). Los espaciadores y las rejillas en alturas bajas de la sección de la columna (por ejemplo, en la parte superior) están ubicados en un plano, y en alturas altas (parte inferior de la columna), en dos planos.
Arroz. 9.13. Esquemas de diseños de discos duros de conexiones entre columnas:
a - asegurando la estabilidad de la parte inferior de las columnas desde el plano del marco; b - si es necesario, instale puntales intermedios; c - si es necesario utilizar un calibre de grúa.
Arroz. 9.14. Esquemas de movimientos de temperatura y fuerzas:
a - en la ubicación de los enlaces verticales
en el medio del marco; b - lo mismo, en los extremos del marco
Al colocar discos duros (bloques de conexión) a lo largo del edificio, es necesario tener en cuenta la posibilidad de movimientos de columnas durante las deformaciones térmicas de los elementos longitudinales (Fig. 9.14, a). Si coloca los discos a lo largo de los extremos del edificio (Fig. 9.14, b), entonces surgen fuerzas de temperatura significativas en todos los elementos longitudinales (estructuras de grúas, armaduras de armadura, tirantes) y en los lazos.
Por lo tanto, con una pequeña longitud del edificio (bloque de temperatura), se coloca una conexión vertical en un panel (Fig. 9.15, a). Con una longitud de construcción larga, las conexiones verticales se colocan en dos paneles (Fig. 9.15, b), y la distancia entre sus ejes debe ser tal que las fuerzas F t sean pequeñas. Las distancias límite entre los discos dependen de las posibles diferencias de temperatura y están establecidas por las normas (Tabla 9.3).
En los extremos del edificio, las columnas extremas están interconectadas por conexiones superiores flexibles (ver Fig. 9.15, a). Debido a la rigidez relativamente baja de la parte superior de la columna, la ubicación de las conexiones superiores en los paneles de los extremos tiene poco efecto sobre las tensiones térmicas.
Las conexiones verticales entre columnas se colocan a lo largo de todas las filas de columnas del edificio; deben colocarse entre los mismos ejes.
Arroz. 9.15. Ubicación de conexiones entre columnas en edificios:
a - compartimentos cortos (o de temperatura); b - largo; 1 - columnas; 2 - espaciadores; 3 - eje de junta de dilatación; 4- vigas de grúa; 5 - bloque de comunicación; 6- bloque de temperatura; 7 - granjas de fondo; 8 - parte inferior del zapato
Tabla 9.3. Dimensiones máximas entre tirantes verticales, m
Al diseñar conexiones a lo largo de las filas intermedias de columnas en la pista de la grúa, debe tenerse en cuenta que, con bastante frecuencia, según las condiciones de la tecnología, es necesario tener espacio libre entre las columnas. En estos casos, se construyen conexiones de portal (ver Fig. 11.5, c).
Las conexiones instaladas dentro de la altura de las barras transversales en los bloques de conexión y extremos están diseñadas en forma de armaduras independientes (elemento de montaje), los espaciadores se colocan en otros lugares.
Los elementos longitudinales de las uniones en los puntos de unión a los pilares aseguran que estos puntos no se desplacen del plano del pórtico transversal. Estos puntos en el esquema de cálculo de la columna pueden tomarse mediante soportes articulados. Cuando la altura de la parte inferior de la columna es alta, puede ser recomendable instalar un espaciador adicional, que fija la parte inferior de la columna en la mitad de su altura y reduce la longitud estimada de la columna.
Arroz. 9.16. El trabajo de conexiones entre columnas bajo la influencia de: a - carga de viento en el extremo del edificio; b - puentes grúa.
Transferencia de carga. En el punto A (Fig. 9.16, a), el elemento de unión flexible 1 no puede percibir la fuerza de compresión, por lo tanto, F w se transmite mediante un espaciador 2 más corto y bastante rígido al punto B. Aquí, la fuerza a través del elemento 3 se transmite al punto C. En este punto, las vigas de la grúa 4 perciben la fuerza, transmitiendo la fuerza F w al bloque de conexión en el punto G. Las conexiones funcionan de manera similar en las fuerzas de los efectos longitudinales de las grúas F (Fig. 9.16, b).
Los elementos de conexión están hechos de ángulos, canales, tubos rectangulares y redondos. Con una gran longitud de elementos de conexión que perciben fuerzas pequeñas, se calculan de acuerdo con la máxima flexibilidad, que para elementos de conexión comprimidos debajo de la viga de la grúa es 210 - 60 ( es la relación entre la fuerza real en el elemento de conexión y su capacidad de carga), por encima de - 200; para los estirados, estos valores son 200 y 300, respectivamente.
Enlaces de cobertura (9.9).
Enlaces horizontales se ubican en los planos de los cordones inferior y superior de las cerchas y el cordón superior de la linterna. Las conexiones horizontales consisten en transversales y longitudinales (Fig. 9.17 y 9.18).
Arroz. 9.17. Enlaces entre haciendas: a - a lo largo de los cinturones superiores de haciendas; b - a lo largo de los cinturones inferiores de las granjas; c - verticales; / - espaciador en la cresta; 2 - cerchas arriostradas transversales
Arroz. 9.18. Conexiones entre linternas
Los elementos del cordón superior de las cerchas del techo están comprimidos, por lo que es necesario asegurar su estabilidad desde el plano de las cerchas. Los nervios y las correas de la losa de cubierta se pueden considerar como soportes que evitan que los nudos superiores se salgan del plano de la armadura, siempre que estén asegurados contra los movimientos longitudinales con arriostramientos.
Es necesario prestar especial atención al atado de nudos de armadura dentro de la linterna, donde no hay techo. Aquí, para desatar los nodos del cordón superior de las armaduras de su plano, se proporcionan espaciadores, y se requieren tales espaciadores en el nodo de la cumbrera de la armadura (Fig. 9.19, b). Los espaciadores se unen a las conexiones finales en el plano de los cordones superiores de las armaduras.
Durante la instalación (antes de la instalación de losas o vigas del techo), la flexibilidad del cordón superior desde el plano de la armadura no debe ser superior a 220. Si el puntal de la cumbrera no proporciona esta condición, se coloca un puntal adicional entre él y la biela en el plano de las columnas.
En edificios con puentes grúa, es necesario asegurar la rigidez horizontal del marco tanto a lo largo como a lo ancho del edificio. Durante el funcionamiento de los puentes grúa surgen fuerzas que provocan deformaciones transversales y longitudinales del bastidor del taller. Si la rigidez transversal del marco es insuficiente, las grúas pueden atascarse durante el movimiento y se interrumpe su funcionamiento normal. Las vibraciones excesivas del marco crean condiciones desfavorables para el funcionamiento de las grúas y la seguridad de las estructuras de cerramiento. Por lo tanto, en edificios de un solo vano de gran altura ( H 0 > 18 m), en edificios con puentes grúa con capacidad de elevación ( q≥ 10 t, con grúas de servicio pesado y muy pesado de cualquier capacidad de carga, se requiere un sistema de amarres longitudinales a lo largo de los cordones inferiores de los trusses.
Arroz. 9.19. Trabajo de enlace de portada:
a - diagrama de funcionamiento de conexiones horizontales bajo la acción de cargas externas; b y c "- lo mismo, con fuerzas condicionales de la pérdida de estabilidad de los cinturones de armadura; / - lazos a lo largo de los cinturones de armadura inferiores; 2 - lo mismo, a lo largo de la parte superior; 3 - arriostramiento de los lazos; 4 - estiramiento de los lazos; 5 - forma de pandeo u oscilación en ausencia de espaciadores (estrías); 6 - lo mismo, en presencia de espaciadores.
Las fuerzas horizontales de los puentes grúa actúan en dirección transversal sobre un marco plano y dos o tres adyacentes. Las conexiones longitudinales aseguran el funcionamiento conjunto del sistema de marcos planos, como resultado de lo cual las deformaciones transversales del marco por la acción de una fuerza concentrada se reducen significativamente (Fig. 9.19, a).
La rigidez de estos enlaces debe ser suficiente para involucrar a los marcos adyacentes en el trabajo, y su ancho se asigna igual a la longitud del primer panel del cordón inferior de la cercha. Las conexiones generalmente se instalan en pernos. La soldadura de enlaces aumenta varias veces su rigidez.
Los paneles del cordón inferior de las cerchas adyacentes a los apoyos, especialmente cuando el travesaño está unido rígidamente a la columna, pueden comprimirse, en este caso los arriostramientos longitudinales aseguran la estabilidad del cordón inferior desde el plano de las cerchas. Los lazos transversales fijan los longitudinales, y en los extremos del edificio también son necesarios para la percepción de la carga de viento dirigida al final del edificio.
Los bastidores de entramado de madera transmiten la carga del viento F w a los nodos de la armadura del extremo horizontal transversal, cuyos cinturones son los cinturones inferiores del extremo y las armaduras adyacentes (ver Fig. 9.19, a). Las reacciones de apoyo de la armadura final se perciben mediante conexiones verticales entre las columnas y se transfieren a la cimentación (ver Fig. 9.19). En el plano de los cordones inferiores también se disponen arriostramientos transversales intermedios, ubicados en los mismos paneles que los arriostramientos transversales a lo largo de los cordones superiores de la cercha.
Para evitar la vibración del cordón inferior de los trusses debido a la acción dinámica de los puentes grúa, es necesario limitar la flexibilidad de la parte estirada del cordón inferior desde el plano del marco. Para reducir la longitud libre de la parte estirada del cordón inferior, en algunos casos es necesario prever tirantes que sujeten el cordón inferior en dirección lateral. Estas extensiones perciben la fuerza transversal condicional Q fic (Fig. 9.19, c).
En edificios largos que constan de varios bloques de temperatura, se colocan cerchas cruzadas a lo largo de los cordones superior e inferior en cada junta de dilatación (como en los extremos), teniendo en cuenta que cada bloque de temperatura es un complejo espacial completo.
Conexiones verticales entre las armaduras se instalan en los mismos ejes en los que se colocan las crucetas horizontales (ver Fig. 9.20, c). Las conexiones verticales se colocan en el plano de los puntales del truss en el tramo y en los soportes (cuando los trusses se apoyan al nivel del cordón inferior). En el tramo, se instalan una o dos conexiones verticales a lo largo del ancho del tramo (en 12-15 m). Los lazos verticales dan inmutabilidad al bloque espacial, que consta de dos cerchas de cerchas y traviesas horizontales a lo largo de las cuerdas superior e inferior de las cerchas. Las armaduras de viga tienen una ligera rigidez lateral, por lo tanto, durante la instalación, se fijan a un bloque espacial rígido con espaciadores.
En ausencia de tirantes transversales horizontales a lo largo de los cordones superiores, para garantizar la rigidez del bloque espacial y fijar los cordones superiores desde el plano, se instalan tirantes verticales después de 6 m (Fig. 9.20, e).
Arroz. 9.20. Esquemas de sistemas de comunicación por cobertura:
a - conexiones cruzadas con un escalón de marcos de 6 metros; b - conexiones con una red triangular; c y d: lo mismo, con un escalón de marco de 12 metros; e - una combinación de lazos horizontales a lo largo de los cordones inferiores de las armaduras con lazos verticales; I, II - conexiones, respectivamente, en las cuerdas superior e inferior de las granjas
Las secciones de los elementos de conexión dependen de su esquema de diseño y el paso de las armaduras de armadura. Para conexiones horizontales con un paso de armadura de 6 m, se usa una celosía cruzada o triangular (Fig. 9.20, a, b). Los tirantes de la celosía transversal trabajan solo en tensión, y los postes trabajan en compresión. Por lo tanto, los bastidores generalmente se diseñan desde dos esquinas de la sección transversal y los tirantes, desde esquinas individuales. Los elementos de una celosía triangular se pueden comprimir y estirar, por lo que generalmente se diseñan a partir de perfiles doblados. Los lazos triangulares son algo más pesados que los lazos cruzados, pero su instalación es más fácil.
Con un paso de truss de 12 m, los elementos diagonales de las conexiones, incluso en la celosía cruzada, son muy pesados. Por lo tanto, el sistema de conexiones está diseñado para que el elemento más largo no supere los 12 m, las diagonales soportan estos elementos (Fig. 9.20, c). En la fig. 9.20, d muestra un diagrama de conexiones, donde los elementos diagonales encajan en un cuadrado de 6 m de tamaño y descansan sobre elementos longitudinales de 12 m de largo, que sirven como cinturones de trusses. Estos elementos tienen que ser de sección mixta o de perfiles doblados.
Las conexiones verticales entre trusses y linternas se realizan mejor en forma de trusses transportables separados, lo que es posible si su altura es inferior a 3900 mm. Varios esquemas de conexiones verticales se muestran en la fig. 9.20, e.
En la fig. 9.19 muestra los signos de las fuerzas que surgen en los elementos de las traviesas del pavimento para una cierta dirección de la carga del viento, las fuerzas horizontales locales y las fuerzas transversales condicionales. Muchos elementos de enlace se pueden comprimir o estirar. En este caso, su sección se selecciona de acuerdo con el peor de los casos, de acuerdo con la flexibilidad de los elementos comprimidos de las conexiones.
Los espaciadores en la cresta del cordón superior de las armaduras (elemento 3 en la Fig. 9.19, b) aseguran la estabilidad del cordón superior desde el plano de las armaduras tanto durante la operación como durante la instalación. En el último caso, se unen a un solo enlace cruzado, su sección transversal se selecciona en función de la compresión.
Del impacto de una carga externa aplicada a los nudos de la armadura, aparecen fuerzas de compresión y tracción en sus elementos. En este caso, la correa superior trabaja en compresión y la correa inferior trabaja en tensión. Los elementos de celosía, dependiendo de la naturaleza y dirección de la carga actuante, pueden trabajar tanto en compresión como en tracción. En este caso, las fuerzas de compresión crean el peligro de pérdida de estabilidad de la estructura. El pandeo del cordón superior puede ocurrir en dos planos: en el plano de la armadura y fuera de su plano. En el primer caso, la pérdida de estabilidad se produce por pandeo entre los nudos de la cercha (a lo largo del panel). En el segundo caso, la pérdida de estabilidad se produce entre los puntos de la correa, fijos por el desplazamiento en sentido horizontal. La estabilidad de la armadura fuera de su plano es mucho menor en comparación con la estabilidad en su plano, lo cual es obvio debido al hecho de que la longitud de un panel es mucho menor que la longitud de la cuerda comprimida.
Una armadura de celosía separada es una estructura de vigas con una rigidez lateral muy baja. Para asegurar la rigidez espacial de una estructura hecha de cerchas planas, estas deben estar arriostradas con tirantes que, junto con las cerchas, forman sistemas espaciales geométricamente invariables, generalmente paralelepípedos de celosía (Fig. siguiente).
Además de garantizar la invariabilidad espacial, el sistema de arriostramiento debe garantizar la estabilidad de los cordones comprimidos en la dirección perpendicular a los planos de las vigas arriostradas (fuera del plano de la viga), percibir las cargas horizontales y crear las condiciones para una instalación conveniente y de alta calidad. de la estructura
Las conexiones en las estructuras de la cubierta del edificio tienen:
- en el plano de los cordones superiores de las armaduras - vigas arriostradas transversales horizontales 1 y elementos longitudinales - puntales 2 entre ellos (Fig. a continuación);
- en el plano de los cordones inferiores de las armaduras: vigas arriostradas transversales y longitudinales horizontales 3 y puntales 2 (Fig. a continuación);
- entre granjas - conexiones verticales 4 (fig. abajo).
Enlaces de cobertura
En todos los casos se requieren conexiones horizontales en el plano de los cordones superiores (comprimidos) de la armadura. Consisten en tirantes y bastidores que, junto con los cinturones de las armaduras de armadura, forman armaduras de armadura horizontales con una celosía cruzada. Las conexiones horizontales se ubican entre los pares extremos de trusses en los extremos del edificio (o en los extremos del compartimiento de temperatura), pero al menos cada 60 m.
Para la conexión entre las correas superiores de las armaduras intermedias, se colocan espaciadores especiales por encima de los soportes y en el nudo de la cumbrera cuando las vigas tienen una luz de hasta 30 m; para grandes luces se añaden arriostramientos intermedios de forma que la distancia entre ellos no supere los 12 m entre separadores. Durante la operación del edificio, las nervaduras de las losas o vigas para techos evitan el desplazamiento de los nodos superiores del plano de la armadura, pero solo si están asegurados contra desplazamientos longitudinales mediante enlaces ubicados en el plano del techo.
Las conexiones horizontales a lo largo de los cordones inferiores de las armaduras se instalan en edificios con equipo de grúa.
Se componen de cerchas y riostras arriostradas transversales y longitudinales. En edificios con grúas de servicio liviano y mediano, a menudo se limitan solo a vigas transversales ubicadas entre las cuerdas inferiores de vigas adyacentes en los extremos del edificio (o compartimiento de temperatura). Si la longitud del edificio o compartimento es grande, entonces se instala una armadura de armadura transversal adicional para que la distancia entre dichas armaduras no exceda m 60. El ancho de la armadura longitudinal generalmente se toma igual al panel de soporte del cinturón inferior de la armadura de armadura.
Las vigas de celosía horizontales perciben las cargas horizontales del viento y el frenado (transversal y longitudinal) de las grúas.
Las armaduras de viga tienen una ligera rigidez lateral, por lo que es imposible el proceso de instalación sin su desabrochado mutuo preliminar. Esta función se realiza mediante conexiones verticales entre las cerchas, ubicadas en el plano de los postes de apoyo de las cerchas y en el plano de los postes intermedios (en cerchas con una luz de hasta 30 m) o postes más cercanos al nudo de la cumbrera, pero no menos de cada 12 m La mayoría de las veces, las conexiones verticales se diseñan con una celosía cruzada, pero con una separación de vigas de 12 m, también se puede usar una celosía triangular. Los bastidores intermedios de las armaduras de armadura, a los que se unen los lazos verticales, están diseñados con una sección transversal.
ESQUEMA ESTRUCTURAL DE CONEXIÓN DE EDIFICIOS MARCO
ESQUEMA ESTRUCTURAL DE VINCULACIÓN DE MARCO DE EDIFICIOS DE MARCO
ESQUEMA DE CONSTRUCCIÓN DE MARCO DE EDIFICIOS DE MARCO
Para la construcción de varios pisos P. z. Se utilizan principalmente pórticos tipo pórtico de hormigón armado, percibiendo los esfuerzos horizontales mediante nudos de pórticos rígidos o resueltos según un esquema arriostrado con transferencia de los esfuerzos horizontales a diafragmas, muros de escaleras y huecos de ascensores. Los marcos de las estructuras de piso de varios pisos son, por regla general, prefabricados o prefabricados-monolíticos con vigas o estructuras sin vigas de techos entre pisos.
El esquema del marco del marco del marco de los edificios es un sistema de columnas, barras transversales y techos conectados en unidades estructurales en un sistema espacial rígido y estable que percibe las fuerzas horizontales (viento y otras). esquema debe tener la rigidez necesaria no solo en un plano , sino también en la dirección perpendicular, que se logra mediante una solución rígida de todas las juntas nodales de elementos estructurales verticales y horizontales tanto en las direcciones longitudinales como transversales.
El marco del marco de un edificio de varios pisos se puede hacer en hormigón armado monolítico y prefabricado o en estructuras de acero, que, a los efectos de la seguridad contra incendios de la instalación, deben hormigonarse.
La rigidez y estabilidad de un edificio de pórtico se asegura mediante la solución de su pórtico de soporte de acuerdo con un esquema de pórtico, arriostrado o arriostrado. en los planos verticales de todos los ejes transversales. Los marcos brindan rigidez lateral y estabilidad al edificio, pero limitan la libertad de distribución del piso. La rigidez longitudinal se logra mediante la introducción de paredes verticales de refuerzo en algunas áreas. Los muros de refuerzo están hechos de paneles de hormigón armado. Insertado en los huecos, limitado a ambos lados por columnas, y arriba y abajo por vigas de techos. Los muros de refuerzo se instalan uno encima del otro en toda la altura del edificio. Que, en combinación con los discos duros de los pisos, forma un marco de marco estable. Las aberturas para puertas o ventanas se pueden instalar en muros de refuerzo de hormigón armado, siempre que la abertura se refuerce adecuadamente con un tablero de marco con refuerzo adicional según el cálculo. La verticalidad de los marcos transversales del piso del marco se proporciona mediante paredes de refuerzo longitudinales. Los discos duros de entrepisos y techos, montados a partir de grandes paneles, fijan la rectitud de los travesaños en toda su longitud y su paralelismo entre sí. La rigidez de los pisos se asegura conectando los paneles adheridos y ordinarios entre sí y con las barras transversales soldando las partes incrustadas y llenando las juntas con una solución en un disco duro sólido de la misma manera que en los edificios de paneles grandes. En el pórtico portante de un edificio de varios pisos, en el que los muros de refuerzo transversales se colocan a lo largo de cada fila transversal de columnas, todos los pórticos transversales no tienen barras transversales y los paneles del piso descansan directamente sobre los muros de refuerzo de la misma manera. manera como en las casas de paneles grandes, que descarga parcialmente las columnas de las cargas verticales.
El esquema de arriostramiento se utiliza principalmente en la construcción de edificios residenciales de varios pisos (tipo hotel), administrativos, etc.
El esquema de enlace difiere del marco en que en él las unidades estructurales pueden tener no solo una solución fija - rígida, sino también móvil - articulada, y todas las fuerzas horizontales se transfieren completamente al sistema de enlaces de refuerzo adicionales.
Hay tres opciones para rigidizar los lazos: en forma de tirantes inclinados (la mayoría de las veces diagonales) con dispositivos de tensión (4), varillas oblicuas rígidas que, después de la instalación y empotramiento, forman un muro de refuerzo (5), paredes prefabricadas o paneles de refuerzo montados de losas de hormigón armado, insertadas entre los montantes y las barras transversales del marco (5) con fijación rígida (mediante soldadura o pernos) en al menos ocho lugares: dos sujetadores a cada lado del contorno del panel. En edificios con estructura arriostrada, los muros de refuerzo se ubican a intervalos de varios escalones estructurales (segunda figura). Esto permite, si es necesario, asignar locales grandes en cada piso (rara vez con estantes de pie) para organizaciones científicas, de diseño, etc., así como pisos comerciales de grandes almacenes, etc., así como edificios residenciales y públicos de gran altura.
Conexiones verticales entre columnas de acero a - tirantes; b - cruz; en - portal; 1 - eje de la junta de dilatación; 2 - bloque de comunicación; 3 - vigas de grúa; 4 - espaciadores
El esquema de enlace difiere del marco en que en él las unidades estructurales pueden tener no solo una solución fija - rígida, sino también móvil - articulada, y todas las fuerzas horizontales se transfieren completamente al sistema de enlaces de refuerzo adicionales. Hay tres opciones para rigidizar los lazos: en forma de tirantes inclinados (la mayoría de las veces diagonales) con dispositivos de tensión (4), varillas oblicuas rígidas que, después de la instalación y empotramiento, forman un muro de refuerzo (5), paredes prefabricadas o paneles de refuerzo montados de losas de hormigón armado, insertadas entre los montantes y las barras transversales del marco (5) con fijación rígida (mediante soldadura o pernos) en al menos ocho lugares: dos sujetadores a cada lado del contorno del panel. En edificios con estructura arriostrada, los muros de refuerzo se ubican a intervalos de varios escalones estructurales (segunda figura). Esto permite, si es necesario, asignar locales grandes en cada piso (rara vez con estantes de pie) para organizaciones científicas, de diseño, etc., así como pisos comerciales de grandes almacenes, etc., así como edificios residenciales y públicos de gran altura.
En el marco adherido, la conexión de las columnas y los travesaños es articulada, por lo que se requieren tirantes de refuerzo verticales (en forma de cruz, pórtico, etc.) o diafragmas de refuerzo (tabiques especiales de hormigón armado). Las losas de piso interconectadas forman un elemento horizontal rígido del edificio.
La estabilidad de las columnas de acero en la dirección longitudinal es proporcionada por las conexiones verticales entre las columnas. Las conexiones están ubicadas en el medio del edificio o del compartimiento de temperatura. Con una longitud de un edificio o un compartimento de temperatura de más de 120 m, se colocan dos sistemas de conexiones verticales entre las columnas.
Conexiones verticales entre columnas de acero a - tirantes; b - cruz; en - portal; 1 - eje de la junta de dilatación; 2 - bloque de comunicación; 3 - vigas de grúa; 4 - espaciadores
El esquema más simple de conexiones verticales es el cruzado. Con un pequeño escalón, pero una gran altura de las columnas, se instalan dos conexiones cruzadas a lo largo de la altura de la parte inferior de la columna. Las conexiones verticales se colocan en todas las filas del edificio. Con un gran escalón de las columnas de las filas intermedias, y también, para no interferir con la transferencia de productos de un tramo a otro, se diseñan conexiones de portal. Las conexiones entre las columnas al nivel de las partes de soporte de las armaduras de armadura en el bloque de unión y los escalones finales están diseñadas en forma de armadura, y los espaciadores se colocan en otros lugares.
Las conexiones para la estructura de la cubierta del edificio para asegurar la rigidez espacial del marco se ubican:
En el plano de los cordones superiores de las vigas del techo: vigas transversales arriostradas y riostras longitudinales entre ellas;
En el plano de los cinturones inferiores de las armaduras de armadura - armaduras de armadura transversales y longitudinales;
Entre las vigas del techo en el plano de la cumbrera - conexiones verticales;
Para linternas: conexiones horizontales al nivel de los cordones superiores de las linternas y conexiones verticales entre las linternas (así como conexiones entre las vigas del techo).
Conexiones para cobertura: a - a lo largo de las correas superiores de los trusses; b - a lo largo de los cinturones inferiores de las granjas; c - conexiones verticales entre fincas
Realice conexiones desde esquinas o canales. La atadura de las uniones se realiza por los bulones, ya veces por los remaches.
8. SISTEMA ESTRUCTURAL DE EDIFICIOS EN BLOQUE VOLUMÉTRICO(16)
Enlaces entre columnas.
El sistema de conexiones entre las columnas asegura durante la operación y la instalación la invariabilidad geométrica del marco y su capacidad portante en la dirección longitudinal, así como la estabilidad de las columnas desde el plano de los marcos transversales.
Los lazos que forman un disco duro se ubican en el centro del edificio o compartimiento de temperatura, teniendo en cuenta la posibilidad de movimiento de las columnas durante las deformaciones térmicas de los elementos longitudinales.
Si coloca conexiones (discos duros) en los extremos del edificio, entonces en todos los elementos longitudinales (estructuras de grúas, armaduras de armadura, arriostramientos) hay grandes fuerzas de temperatura F t
Cuando la longitud de un edificio o un bloque de temperatura es superior a 120 m, se suelen colocar dos sistemas de bloques de conexión entre las columnas.
Dimensiones máximas entre amarres verticales en metros
Las dimensiones entre paréntesis corresponden a edificios operados a temperaturas exteriores de diseño t= -40° ¸ -65 °С.
El esquema de conexión más simple es transversal, se usa con un espacio entre columnas de hasta 12 m.. El ángulo racional de inclinación de las traviesas es, por lo tanto, con un pequeño escalón, pero una gran altura de las columnas, se instalan dos traviesas a lo largo la altura de la parte inferior de la columna.
En los mismos casos, a veces se diseña un desacoplamiento adicional de columnas del plano del marco con espaciadores.
Las conexiones verticales se colocan en todas las filas del edificio. Con un gran paso de las columnas de las filas intermedias, y también para no interferir con la transferencia de productos de un tramo a otro, se diseñan enlaces de esquemas de portal y semi-portal.
Las conexiones verticales entre las columnas perciben las fuerzas del viento W 1 y W 2 que actúan en el extremo del edificio y el frenado longitudinal de las grúas T ave.
Los elementos de conexiones cruzadas y de portal trabajan en tensión. Las varillas comprimidas, debido a su alta flexibilidad, se excluyen del trabajo y no se tienen en cuenta en el cálculo. La flexibilidad de los elementos tensados de las conexiones ubicadas por debajo del nivel de las vigas de la grúa no debe exceder 300 para edificios ordinarios y 200 para edificios con un modo de operación "especial" de grúas; para conexiones sobre vigas de grúa - 400 y 300, respectivamente.
Enlaces de cobertura.
Las conexiones por estructuras de techo (carpa) o conexiones entre trusses crean una rigidez espacial general del marco y proporcionan: estabilidad de los cinturones de truss comprimidos desde su plano, redistribución de las cargas de grúa locales aplicadas a uno de los marcos a los marcos adyacentes; facilidad de instalación; geometría de marco especificada; percepción y transmisión a las columnas de algunas cargas.
Las conexiones de cobertura se encuentran:
1) en el plano de los cordones superiores de las vigas del techo - elementos longitudinales entre ellos;
2) en el plano de los cordones inferiores de las armaduras de armadura - armaduras de armadura transversales y longitudinales, así como a veces extensiones longitudinales entre armaduras de armadura transversales;
3) conexiones verticales entre armaduras de techo;
4) comunicaciones en linternas.
Amarra en el plano de los cordones superiores de las cerchas.
Los elementos del cordón superior de las cerchas del techo están comprimidos, por lo que es necesario asegurar su estabilidad desde el plano de las cerchas.
Las losas y correas de cubierta de hormigón armado pueden ser consideradas como apoyos que impiden el desplazamiento de los nudos superiores del plano de la armadura, siempre que estén aseguradas de los movimientos longitudinales con arriostramientos situados en el plano de la cubierta. Es aconsejable colocar estos lazos (vigas arriostradas transversales) en los extremos del taller para que, junto con las vigas arriostradas transversales a lo largo de los cordones inferiores y los arriostramientos verticales entre las vigas, creen un bloque espacial que asegure la rigidez del revestimiento.
Con una longitud más larga del bloque de construcción o temperatura, se instalan armaduras cruzadas intermedias, cuya distancia no debe exceder los 60 m.
Para asegurar la estabilidad del cordón superior de la armadura desde su plano dentro de la linterna, donde no hay techo, se proporcionan espaciadores especiales en el nudo de la cumbrera de la armadura. Durante el proceso de instalación (antes de la instalación de losas o vigas del techo), la flexibilidad del cordón superior desde el plano de la armadura no debe ser superior a 220. Por lo tanto, si el puntal de la cumbrera no cumple esta condición, se necesita un puntal adicional. colocado entre éste y el puntal sobre el soporte de la armadura (en el plano de las columnas).
Lazos en el plano de los cordones inferiores del truss
En edificios con puentes grúa, es necesario asegurar la rigidez horizontal del marco tanto a lo largo como a lo ancho del edificio.
Durante el funcionamiento de los puentes grúa surgen fuerzas que provocan deformaciones transversales y longitudinales del bastidor del taller.
Si la rigidez transversal del marco es insuficiente, las grúas pueden atascarse durante el movimiento y se interrumpe el funcionamiento normal. Las vibraciones excesivas del marco crean condiciones desfavorables para el funcionamiento de las grúas y la seguridad de las estructuras de cerramiento. Por lo tanto, en edificios de un solo vano de gran altura (H> 18 m), en edificios con puentes grúa Q> 100 kN, con grúas pesadas y muy pesadas, en cualquier capacidad de carga, un sistema de conexiones a lo largo de los cordones inferiores de las cerchas se requiere.
Las fuerzas horizontales F de los puentes grúa actúan en dirección transversal sobre un marco plano o dos o tres adyacentes.
Las cerchas arriostradas longitudinalmente aseguran el funcionamiento conjunto de un sistema de pórticos planos, por lo que se reducen significativamente las deformaciones transversales del pórtico por la acción de una fuerza concentrada.
Los bastidores del fachwerk final transmiten la carga del viento F W a los nodos de la armadura transversal.
Para evitar la vibración del cordón inferior del truss debido al impacto dinámico de los puentes grúa, se limita la flexibilidad de la parte estirada del cordón inferior desde el plano del marco: para grúas con un número de ciclos de carga de 2 × 10 6 o más - 250, para otros edificios - 400. Para reducir la longitud de la parte estirada de los cinturones inferiores, en algunos casos, coloque estrías que aseguren el cinturón inferior en la dirección lateral.
Enlaces verticales entre fincas.
Estas conexiones conectan las armaduras del techo y evitan que se vuelquen. Se instalan, por regla general, en ejes donde se establecen conexiones a lo largo de las correas inferior y superior de las armaduras, formando junto con ellas un bloque rígido.
En edificios con transporte aéreo, las conexiones verticales contribuyen a la redistribución entre cerchas de la carga de la grúa aplicada directamente a las estructuras del techo. En estos casos, además de las vigas del techo, se adjunta una grúa eléctrica: vigas de gran capacidad de carga, las conexiones verticales entre las vigas se ubican en los planos de suspensión continuamente a lo largo de toda la longitud del edificio.
El esquema constructivo de las conexiones depende principalmente de la inclinación de las cerchas del techo.
Conexiones en las correas superiores de trusses truss
Conexiones en las correas inferiores de las vigas del techo
Para conexiones horizontales con un paso de truss de 6 m, se puede usar una celosía cruzada, cuyos tirantes funcionan solo en tensión (Fig. a).
Recientemente, se han utilizado principalmente cerchas arriostradas con celosía triangular (Fig. b). Aquí, las riostras trabajan tanto a tracción como a compresión, por lo que es recomendable diseñarlas a partir de tubos o perfiles doblados, lo que puede reducir en un 30-40% el consumo de metal.
Con un paso de truss de 12 m, los elementos de arriostramiento diagonales, incluso aquellos que trabajan solo en tensión, resultan demasiado pesados. Por lo tanto, el sistema de conexiones está diseñado para que el elemento más largo no supere los 12 m, y las diagonales soportan este elemento (Fig. c, d).
Es posible garantizar la fijación de lazos longitudinales sin una celosía de lazos a lo largo del cinturón superior de las vigas, lo que no permite el uso de tramos pasantes. En este caso, el bloque rígido incluye elementos de cubierta (vigas, paneles), armaduras de techo y, a menudo, lazos verticales ubicados (Fig. e). Esta solución es actualmente estándar. Los elementos de conexión de la tienda (revestimiento) se calculan, por regla general, en términos de flexibilidad. La máxima flexibilidad para los elementos comprimidos de estos enlaces es 200, para los estirados - 400, (para grúas con un número de ciclos de 2 × 10 6 y más - 300).
Un sistema de elementos estructurales que sirven para soportar la cerca de la pared y percibir la carga del viento. llamado fachwerk.
Fachwerk está preparado para paredes cargadas, así como para paredes internas y tabiques.
Con paredes autoportantes, así como con paredes de paneles con longitudes de panel iguales a la distancia entre columnas, no hay necesidad de estructuras de entramado de madera.
Con un escalón de columnas externas de 12 m y paneles de pared de 6 m de largo, se instalan bastidores intermedios de entramado de madera.
Fachwerk, instalado en el plano de las paredes longitudinales del edificio, se denomina fachwerk longitudinal. Fachwerk, instalado en el plano de las paredes del final del edificio, se llama end fachwerk.
El fachwerk final consta de postes verticales, que se instalan cada 6 o 12 m Los extremos superiores de los postes en la dirección horizontal descansan sobre una armadura de armadura transversal al nivel de las cuerdas inferiores de las armaduras de armadura.
Para no evitar la desviación de las vigas del techo debido a las cargas temporales, el soporte de las rejillas de entramado de madera se realiza con la ayuda de bisagras de lámina, que son una lámina delgada t = (8 10 mm) 150 200 mm de ancho, que se dobla fácilmente en la dirección vertical sin evitar la desviación de la armadura; en la dirección horizontal, transmite fuerza. Los travesaños para las aberturas de las ventanas están unidos a los bastidores de entramado de madera; con una gran altura de los bastidores, los espaciadores se colocan en el plano de la pared del fondo, reduciendo su longitud libre.
Las paredes hechas de ladrillos o bloques de hormigón son autoportantes, es decir, percibiendo todo su peso, y sólo la carga lateral del viento es transferida por el muro a la columna o entramado de madera.
Las paredes de losas de hormigón armado de paneles grandes se instalan (colgan) en las mesas de columnas o bastidores de entramado de madera (una mesa después de 3-5 losas de altura). En este caso, el bastidor de entramado de madera funciona con compresión excéntrica.
Los lazos de cobertura incluyen lazos verticales entre cerchas, lazos horizontales a lo largo de las cuerdas superior e inferior de las cerchas. Disponemos conexiones a lo largo de los cordones superiores para percibir parte de la carga de viento y evitar el pandeo de las varillas comprimidas de los cordones superiores. Organizamos vigas de celosía transversales en los extremos y en el medio del edificio. Instalamos conexiones a lo largo de las correas inferiores para la percepción de las cargas de viento y grúa de las direcciones longitudinal y transversal. Una conexión de truss es un bloque espacial con trusses de truss adyacentes unidos a él. Las armaduras adyacentes a lo largo de los cordones superior e inferior están conectadas por lazos de armadura horizontales y, a lo largo de los postes de celosía, por lazos de armadura verticales.
Los truss belts inferiores están conectados por lazos horizontales transversales y longitudinales: los primeros fijan los lazos verticales y las estrías, reduciendo así el nivel de vibración de los truss belts; estos últimos sirven como soportes para los extremos superiores de los bastidores del fachwerk longitudinal y distribuyen uniformemente la carga en los marcos adyacentes. Los cordones superiores de las armaduras están conectados por riostras transversales horizontales en forma de espaciadores o vigas para mantener la posición de diseño de las armaduras.
Conexiones entre columnas de naves industriales
Las conexiones de las columnas proporcionan estabilidad transversal a la estructura metálica del edificio y su inmutabilidad espacial. Las conexiones de columnas y bastidores son estructuras metálicas verticales y estructuralmente representan puntales o discos que forman un sistema de marcos longitudinales. Los espaciadores conectan columnas en un plano horizontal. Los espaciadores son elementos de viga longitudinales. Dentro de las conexiones de las columnas, se distinguen las conexiones del nivel superior y las conexiones del nivel inferior de las columnas. Las conexiones del nivel superior están ubicadas sobre las vigas de la grúa, las conexiones del nivel inferior, respectivamente, debajo de las vigas. Los principales propósitos funcionales de las cargas de dos niveles son la capacidad de transferir la carga del viento al final del edificio desde el nivel superior a través de los tirantes transversales del nivel inferior a las vigas de la grúa. Los amarres superior e inferior también ayudan a evitar que la estructura se vuelque durante la instalación. Las conexiones del nivel inferior también transfieren cargas del frenado longitudinal de las grúas a las vigas de la grúa, lo que garantiza la estabilidad de la parte de la grúa de las columnas. Básicamente, en el proceso de erigir las estructuras metálicas del edificio, se utilizan las conexiones de los niveles inferiores.
Sistemas de comunicación para marcos de naves industriales
Los lazos de metal se utilizan para conectar los elementos estructurales del marco. Perciben las principales cargas longitudinales y transversales y las transfieren a la cimentación. Los lazos de metal también distribuyen las cargas de manera uniforme entre las armaduras y los marcos de los marcos para mantener la estabilidad general. Su propósito importante es contrarrestar las cargas horizontales, es decir, cargas de viento Las conexiones de las columnas proporcionan estabilidad transversal a la estructura metálica del edificio y su inmutabilidad espacial. Dentro de las conexiones de las columnas, se distinguen las conexiones del nivel superior y las conexiones del nivel inferior de las columnas. Las conexiones del nivel superior están ubicadas sobre las vigas de la grúa, las conexiones del nivel inferior, respectivamente, debajo de las vigas. Los principales propósitos funcionales de las cargas de dos niveles son la capacidad de transferir la carga del viento al final del edificio desde el nivel superior a través de los tirantes transversales del nivel inferior a las vigas de la grúa. Los amarres superior e inferior también ayudan a evitar que la estructura se vuelque durante la instalación. Las conexiones del nivel inferior también transfieren cargas del frenado longitudinal de las grúas a las vigas de la grúa, lo que garantiza la estabilidad de la parte de la grúa de las columnas. Básicamente, en el proceso de erigir las estructuras metálicas del edificio, se utilizan las conexiones de los niveles inferiores. Para dar rigidez espacial a la estructura de un edificio o estructura, las cerchas metálicas también se conectan mediante lazos. Las armaduras adyacentes a lo largo de los cordones superior e inferior están conectadas por lazos de armadura horizontales y, a lo largo de los postes de celosía, por lazos de armadura verticales. Los truss belts inferiores están conectados por lazos horizontales transversales y longitudinales: los primeros fijan los lazos verticales y las estrías, reduciendo así el nivel de vibración de los truss belts; estos últimos sirven como soportes para los extremos superiores de los bastidores del fachwerk longitudinal y distribuyen uniformemente la carga en los marcos adyacentes. Los lazos cruzados unen los cordones superiores de la armadura en un solo sistema y se convierten en el "borde de cierre". Los puntales simplemente evitan que las vigas se muevan, y las vigas horizontales transversales de la conexión evitan que las vigas se muevan.
Correas macizas
Los tramos sólidos se utilizan con un paso de armadura de no más de 6 m n, dependiendo del propósito, tienen una sección de diseño diferente. Las corridas sólidas se realizan según esquemas divididos y continuos. En la mayoría de los casos, los circuitos divididos se utilizan debido a su capacidad para simplificar la instalación; sin embargo, un circuito continuo también tiene propiedades distintivas positivas, por ejemplo, con un circuito continuo, se consume menos acero en los recorridos mismos.
Corridas ubicadas en una pendiente, teniendo en cuenta el techo con una gran pendiente, siempre trabaje en la flexión en dos planos. La estabilidad de las correas se consigue fijando las losas de cubierta o fijando la cubierta a las correas, teniendo en cuenta todas las fuerzas de rozamiento entre ellas. Es habitual sujetar las vigas a las correas de armadura utilizando esquinas cortas y elementos doblados de chapa de acero.
correas de celosía
Los canales laminados o formados en frío se utilizan como tramos, con un paso de armadura de más de 6 m: tramos de celosía. El diseño más simple y liviano de una correa de celosía es una correa de armadura de barra con una celosía y un cordón inferior de acero redondo. La desventaja de tal ejecución es la complejidad del control de las soldaduras en las uniones de las varillas de celosía con el cordón inferior, así como la necesidad de un transporte e instalación cuidadosos.
El cordón superior de las correas de celosía, en el caso de su alta rigidez respecto al plano de la correa, debe calcularse para la acción combinada de fuerza axial y flexión sólo en el plano de la correa, y en el caso de baja rigidez de la parte superior cuerda desde el plano de la correa, es necesario calcular la cuerda superior por la acción combinada de fuerza axial y flexión como en el plano corrido, y en un plano perpendicular a él. La flexibilidad del cinturón superior de celosía, las carreras no deben exceder 120 y los elementos de celosía - 150. El cordón superior de esta carrera consta de dos canales y los elementos de celosía, de un solo canal doblado. Normalmente, los tirantes se fijan al cordón superior mediante soldadura por arco o por resistencia.
Las correas en celosía se calculan como cerchas con cordón superior continuo, que trabaja siempre a compresión con flexión en uno o dos planos, mientras que otros elementos experimentan esfuerzos longitudinales.