Поддерживающий каркас Змейка межсеточный – КЗМС

Межсеточные поддерживающие каркасы (фиксаторы “Змейка”)

Применяется в монолитном строительстве для двухслойного армирования при заливке бетонных плит.

Поддерживающий каркас Змейка пришел на смену морально устаревшему каркасу Лягушка. Использование каркаса Змейка позволяет существенно сократить производственный цикл на строительной площадке при повышении качества армирования железобетонных конструкций, а так же уменьшить себестоимость всего армокаркаса. Снижение стоимости происходит за счет того, что каркас Змейка изготавливается из проволоки класса ВР-1 диаметром 4 мм, а каркас Лягушка из арматуры диаметром 8 – 10 мм., при этом не снижается несущая способность конструкции за счет использования треугольного силового элемента в основе каркаса.

Задействование межсеточных поддерживающих каркасов в строительстве помогает в более короткие сроки провести двурядное армирование горизонтальной поверхности в целях получения межсеточного пространства.

Использование готовых межсеточных каркасов «змейка» значительно сокращает продолжительность технологических операций на стройплощадке при соблюдении требуемых качественных показателей армирования конструкций из железобетона.

ПРЕИМУЩЕСТВА ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ФИКСАТОРА “ЗМЕЙКА”

1.             Снижение трудозатрат и издержек производства  до 60%.

2.             Снижение расхода материала.

3.             Повышение качества армирования.

4.             Гарантия точного пространственного расположения плоских сеток двухрядной конструкции.

Межсеточные каркасы «змейка» позволяют существенно сократить производственный цикл на строительной площадке при повышении качества армирования железобетонных конструкций.

            На 1 м2 плиты расходуется всего 1,5 метра фиксатора “ЗМЕЙКА”

При установке арматуры в опалубочные формы плит перекрытия по требованиям СНиП 52-01-2003 должна быть предусмотрена надежная и точная фиксация арматурных стержней в проектном положении, обеспечивающая невозможность смещения арматуры в процессе ее установки и бетонирования конструкции.

КЗМС предлагает модульный ряд пространственных облегчённых каркасов с раскосной решеткой марки “КД” (каркас дистанционный), изготавливаемых из проволоки арматурной холоднотянутой и предназначенных для массового применения в качестве фиксаторов положения арматуры у верхней грани железобетонных плит толщиной от 120 до 250 мм.

Преимуществами данной системы фиксации, в сравнении с другими, является:

• снижение трудозатрат на установку каркасов на 20-60%
• снижение расхода стали для фиксации верхнего ряда на 15-50%
• гарантия качественного выполнения работ.

Каркасы изготавливаются с помощью контактно-точечной сварки на полуавтоматической линии, обеспечивающей требуемую прочность сварного соединения ГОСТ14098, ГОСТ 10922).

Отличительной конструктивной особенностью данного каркаса является образование треугольной решётки, путем сварки горизонтальных стержней с непрерывно изогнутым поперечным стержнем, что обеспечивает пространственную жёсткость, исключает случаи среза или отрыва горизонтального стержня.

Устойчивое положение каркаса в плите обеспечивается приданием ему пространственной формы путем плавного выгиба из плоскости в виде синусоиды (змейки), что значительно сокращает трудозатраты на его фиксацию вязальной проволокой.

Предлагаемый потребителю модульный ряд позволяет, не нарушая допусков, предусмотренных СНиП 52-01-2003 и СНиП 3.03.01-87, обеспечивать проектное положение верхнего ряда арматуры плоской плиты в любой комбинации переменных значений, заданных проектом: высоты плиты, диаметров продольных и поперечных стержней, толщин защитного слоя.

         Условное обозначение каркаса (марка)

Пример.

КД90-4

Каркас дистанционный для фиксации верхнего ряда сеток (стержней) высотой 90 мм при армировании плоских плит перекрытия и полов, изготавливается из проволоки периодического профиля марки Bp-I по ГОСТ 6727-80 “Проволока из низкоуглеродистой стали холоднотянутая для армирования железобетонных конструкций” диаметром 4 мм для армирования железобетонных конструкций

Рекомендуемый шаг каркасов в зависимости от диаметра поперечных стержней (d3) сеток верхней зоны армирования приведены в табл. 1.

Таблица 1

Диаметр стержня d3	Рекомендуемый шаг каркасов КД при размерах ячейки сетки верхней зоны армирования, мм
50	100	150	200	300	400
4	350	300	250	250	250	500
5	400	350	300	300	300	500
6	500	500	400	400	400	500
8	800	800	600	600	600	800
10	900	900	800	800	800	900
12	900	900	800	800	800	900
14	900	900	800	800	800	900

Чтобы правильно подобрать марку каркаса необходимо

Выбрать из проекта параметры, характеризующие Вашу плиту перекрытия (см. схему ниже), а именно :

• Толщина плиты перекрытия (h), мм
• Диаметры продольных и поперечных стержней сеток нижней (d1, d2) и верхней (d3, d4) зоны армирования, мм
• Величина защитного слоя нижней (a1) и верхней (a2) зоны

ПРИМЕР ВЫБОРА ПРОСТРАНСТВЕННОГО КАРКАСА

                   Имеют место следующие исходные данные:

• Толщина плиты перекрытия – 160 мм
• Сумма диаметров стержней сеток верхней и нижней зоны армирования (D = d1+d2+d3+d4) – 32 мм
• Сумма защитных слоев нижней и верхней зон (А = a1+a2) – 40 мм.

СЧИТАЕМ: 160 — (32 + 40) = 88

Воспользовавшись таблицей соответствия принимаем марку каркаса КД90-4.

Таблица соответствия

Марка каркаса	Интервалы нормируемых высот каркасов, мм с учетом допусков по толщине защитного слоя	Марна каркаса	Интервалы нормируемых высот каркасов, мм с учетом допусков по толщине защитного слоя
КД50-4	40… 54	КДІ20-4	115…124
КД60-4	55… 64	КД1З0-5	125 … 134
КД70-4	65… 74	КД140-5	135…144
КД80-4	75 …84	КД150-5	145 . .154
КД90-4	85 . . . 94	КД160-5	155…164
КД100-4	95 . . . 104	КД170-5	165…174
КД110-4	105 …114	КД180-5	175 .. 184

Арматурные поддерживающие каркасы

Изготовление арматурных каркасов

При проведении строительных работ, в плитах толщиной от 200 до 500 мм, нужно применять сварные поддерживающие каркасы. Они нужны для усиления конструкций и предотвращении их деформации и разрушения в процессе эксплуатации.

Особенности и применение

1. Изготавливаются из арматурных стержней, которые завариваются или связываются специальным крепежом, и готовятся к монтажу на строительной площадке.

2. Имеют сложную пространственную конструкцию, которая обеспечивает равномерную распределение нагрузок на элементы конструкции.

3. Могут быть спроектированы и изготовлены для разных типов и размеров строительных конструкций, а также для различных видов нагрузок.

Арматурные поддерживающие каркасы широко используются в области строительства и инженерии, таких как:

• Жилые и коммерческие здания. Для создания железобетонных конструкций, таких как плиты перекрытий, колонны и стены. Они обеспечивают жесткость и прочность конструкций, позволяют им выдерживать нагрузки и устойчиво развивать силовые напряжения.
• Для создания железобетонных или стальных конструкций мостов и тоннелей, чтобы выдерживать движущиеся нагрузки, такие как автомобили и поезда.
• Каркасы из арматуры используются в трубопроводных системах и газопроводах для поддержания и защиты труб от деформаций и повреждений, позволяют им выдерживать давление и тепловые нагрузки.
• В строительстве энергетических сооружений, таких как электростанции и подстанции.
• Промышленные сооружения. Таких как заводы, склады, фабрики и реакторные установки.

Типы поддерживающих каркасов из арматуры

• Гнутые

Гнутые каркасы могут использоваться для создания криволинейных форм и структур.

Процесс гибки арматуры обычно выполняется с помощью специального оборудования, например, гибочных машин. Гибка выполняется из гладкой арматуры диаметром 8-10 мм. Шаг их установки в плите должен быть равномерным (в шахматном порядке) и составлять 600 мм. Арматура нагревается до определенной температуры, чтобы стать пластичной, и затем сгибается в нужную форму в соответствии с требованиями проекта.

Гнутые поддерживающие каркасы из арматуры могут применяться в различных типах конструкций. Например, они могут использоваться в малоэтажном строительстве, архитектуре для создания изящных крыш или фасадов зданий, а также в строительстве мостов, аэропортов, спортивных сооружений и других инженерных проектов.

• Сварные

Сварные соединения используются при толщине плит свыше 200 мм. для соединения различных элементов арматурного каркаса. Они создаются путем нагрева и плавления металла, после чего его охлаждают до получения прочного соединения. Сварные каркасы обеспечивают максимальную прочность и устойчивость конструкции, что особенно важно для строительства многоэтажных зданий и сооружений.

Для сварных поддерживающих каркасов материалом служит рифлёная арматура. Размеры каркаса, диаметр арматуры и шаг установки должны рассчитываться исходя от заданных размеров (толщины) плиты.

Заказать изделия на заводе Спецсталь

Компания ООО «Завод Спецсталь» изготовит под заказ изделия из арматуры любой конфигурации и сложности по ГОСТ 10922-2012 «Арматурные и закладные изделия, их сварные, вязаные и механические соединения для железобетонных конструкций».

Все металлоконструкции мы производим только на технологичном оборудовании. Гибка арматуры проводится на высокоточных автоматизированных гибочных станках.

Получить консультацию и оформить заявку на любую партию арматурных изделий можно у нашего специалиста по телефону +7(812)701-09-89.

Армирование бетона — Опора из арматуры и проволочной сетки — Арматура — Стандартная длина

Армирование бетона — Опора из арматуры и проволочной сетки — Арматура — Стандартная длина — Поставки подрядчика Unitis Поиск

Арматура стандартной длины

Сортировать по: Избранные товарыСамые новые товарыЛучшие продажиОт A до ZZ до ABПо обзоруЦена: по возрастаниюЦена: по убыванию

товаров на странице: 812162040100

Столбцы: 1 2 3 4 6

• Быстрый просмотр

  Арматура класса 40 — № 3 — 3/8 дюйма x 20 футов

  Арматурный стержень марки 40 имеет минимальный предел текучести 40 000 фунтов на квадратный дюйм и соответствует стандартам производительности ASTM A-615. Его метрическим аналогом является арматура марки 280 с эквивалентным минимальным пределом текучести 280 мегапаскалей…

  Быстрый просмотр

  Кол-во в корзине: 0

  Цена:

  Итого:

• Быстрый просмотр

  Арматура класса 40 — № 4 — 1/2 дюйма x 20 футов

  Арматурный стержень марки 40 имеет минимальный предел текучести 40 000 фунтов на квадратный дюйм и соответствует стандартам производительности ASTM A-615. Его метрическим аналогом является арматура марки 280 с эквивалентным минимальным пределом текучести 280 мегапаскалей…

  Быстрый просмотр

  Кол-во в корзине: 0

  Цена:

  Итого:

• Быстрый просмотр

  Арматура класса 60 — № 3 — 3/8 дюйма x 20 футов

  Арматура класса 60 имеет минимальный предел текучести 60 000 фунтов на квадратный дюйм и минимальный предел прочности на растяжение 90 000 фунтов на квадратный дюйм. #3: 264 — 270/тн

  Быстрый просмотр

  Кол-во в корзине: 0

  Цена:

  Итого:

• Быстрый просмотр

  Арматурный стержень класса 60 — № 4 — 1/2 дюйма x 20 футов

  Арматура класса 60 имеет минимальный предел текучести 60 000 фунтов на квадратный дюйм и минимальный предел прочности на растяжение 90 000 фунтов на квадратный дюйм. #4: 152 — 154/т

  Быстрый просмотр

  Кол-во в корзине: 0

  Цена:

  Итого:

• Быстрый просмотр

  Арматура класса 60 — № 5 — 5/8 дюйма x 20 футов

  Арматура класса 60 имеет минимальный предел текучести 60 000 фунтов на квадратный дюйм и минимальный предел прочности на растяжение 90 000 фунтов на квадратный дюйм. № 5: 96/тн.

  Быстрый просмотр

  Кол-во в корзине: 0

  Цена:

  Итого:

• Быстрый просмотр

  Арматура класса 60 — № 6 — 3/4 дюйма x 20 футов

  Арматура класса 60 имеет минимальный предел текучести 60 000 фунтов на квадратный дюйм и минимальный предел прочности на растяжение 90 000 фунтов на квадратный дюйм. #6: 68/тн

  Быстрый просмотр

  Кол-во в корзине: 0

  Цена:

  Итого:

Добавление товаров в корзину

Просмотр корзины Перейти к покупкам

Раскосные рамы — SteelConstruction.info

Раскосные рамы являются очень распространенной формой конструкции, экономичной в строительстве и простой в анализе. Экономия достигается за счет недорогих, номинально штифтовых соединений между балками и колоннами. Распорки, которые обеспечивают устойчивость и противостоят боковым нагрузкам, могут быть выполнены из диагональных стальных элементов или из бетонного «сердцевины». В конструкции со связями балки и колонны рассчитаны только на вертикальную нагрузку, при условии, что система связей несет все боковые нагрузки.

Стальной каркас с раскосами – Trinity Square, Гейтсхед
(Изображение предоставлено William Hare Ltd.)

Содержимое

• 1 Системы раскосов
  • 1.1 Расположение плоскостей вертикальных связей
• 2 Вертикальная распорка
• 3 Горизонтальная распорка
  • 3.1 Горизонтальные диафрагмы
  • 3.2 Дискретная треугольная распорка
• 4 Последствия несовершенства
  • 4.1 Дефекты для общего анализа раскосных рам
    • 4.1.1 Эквивалентные горизонтальные силы
• 5 Дополнительные дизайнерские чехлы для систем связей
  • 5. 1 Несовершенство для анализа систем крепления
• 6 Эффекты второго порядка
  • 6.1 Допуск на эффекты второго порядка
  • 6.2 Анализ второго порядка
• 7 Краткий процесс проектирования систем крепления
• 8 Ссылки
• 9 Дальнейшее чтение
• 10 ресурсов
• 11 См. также

[вверх]Системы крепления

Строящийся стальной каркас с раскосами
All Saints Academy, Cheltenham
(Изображение предоставлено William Haley Engineering Ltd.)

по плану. В каркасном здании сопротивление горизонтальным усилиям обеспечивается двумя ортогональными системами связей:

• Вертикальная распорка. Связи в вертикальных плоскостях (между рядами колонн) обеспечивают пути передачи нагрузки для передачи горизонтальных усилий на уровень земли и обеспечения поперечной устойчивости.
• Горизонтальная распорка. На каждом уровне пола связи в горизонтальной плоскости, обычно обеспечиваемые действием плит перекрытий, обеспечивают путь нагрузки для передачи горизонтальных сил (в основном от колонн по периметру из-за ветра) на плоскости вертикальных связей.

Распорки и траектория передачи нагрузки

Требуются как минимум три вертикальные плоскости крепления (не менее одной плоскости в каждом ортогональном направлении) для обеспечения сопротивления в обоих направлениях в плане и сопротивления кручению вокруг вертикальной оси. На практике обычно предусмотрено более трех, например, в местах, схематично показанных на рисунке ниже.

Типовое расположение вертикальных связей

Если предположить, что перекрытия действуют как диафрагмы для обеспечения горизонтальных связей, силы, воспринимаемые каждой плоскостью вертикальных связей, зависят от их относительной жесткости и местоположения, а также от положения центра давления горизонтальной силы (см. дальнейшее обсуждение расположения вертикальных плоскостей связей ниже).

Вертикальные связи в виде диагональных стальных элементов, обеспечивающие устойчивость многоэтажного здания, показаны на рисунке ниже.

Устойчивость здания также может быть частично или полностью обеспечена одним или несколькими железобетонными ядрами.

[вверх]Расположение плоскостей вертикальной связи

Вертикальные связи в многоэтажном здании

Предпочтительно размещать связи на краях конструкции или рядом с ними, чтобы противостоять любым эффектам кручения. См. рисунок справа.

Если наборы связей идентичны или аналогичны, достаточно предположить, что горизонтальные силы (ветровые нагрузки и эквивалентные горизонтальные силы, каждая из которых, при необходимости, увеличена для эффектов второго порядка, см. обсуждение ниже) распределяются поровну между системами связей. в рассматриваемом ортогональном направлении.

Если жесткость систем вертикальных связей различается или системы связей расположены асимметрично в плане, как показано на рисунке ниже, не следует предполагать равное распределение усилий. Силы, воспринимаемые каждой системой связей, можно рассчитать, предположив, что пол представляет собой жесткую балку, а системы связей — пружинные опоры, как показано на рисунке ниже.

Определение сил связей при асимметричном расположении связей

Жесткость каждой системы связей следует рассчитывать путем приложения горизонтальных сил к каждой системе связей и расчета прогиба. Затем жесткость пружины (обычно в мм/кН) можно использовать для расчета распределения силы на каждую систему крепления.

[наверх]Вертикальные связи

В многоэтажном здании со связями плоскости вертикальных связей обычно обеспечиваются диагональными связями между двумя рядами колонн, как показано на рисунке ниже. Как показано, предусмотрены либо одиночные диагонали, и в этом случае они должны быть рассчитаны либо на растяжение, либо на сжатие, либо предусмотрены скрещенные диагонали, и в этом случае могут быть предусмотрены тонкие элементы жесткости, воспринимающие только растяжение.

Консольная ферма

Обратите внимание, что когда используются скрещенные диагонали и предполагается, что только растянутые диагонали обеспечивают сопротивление, балки перекрытий участвуют как часть системы связей (фактически создается вертикальная ферма Пратта с растянутыми диагоналями и стойки — балки перекрытий — на сжатие).

Вертикальные распорки должны быть рассчитаны на сопротивление силам, возникающим вследствие следующего:

• Ветровые нагрузки
• Эквивалентные горизонтальные силы, представляющие эффект начальных несовершенств
• Эффекты второго порядка из-за раскачивания (если рама чувствительна к эффектам второго порядка).

Также доступны рекомендации по определению эквивалентных горизонтальных сил и учету эффектов второго порядка, которые обсуждаются в разделах ниже, а также инструмент расчета устойчивости рамы.

Силы в отдельных элементах системы связей должны быть определены для соответствующих комбинаций действий. Для элементов связи расчетные усилия в ULS из-за комбинации, в которой ветровая нагрузка является ведущим действием, вероятно, будут наиболее обременительными.

Там, где это возможно, рекомендуется использовать раскосы под углом примерно 45°. Это обеспечивает эффективную систему с относительно небольшими усилиями на стержни по сравнению с другими конструкциями и означает, что детали соединения, где раскосы встречаются с соединениями балки/колонны, компактны. Узкие системы связей с крутыми наклонными внутренними элементами увеличивают чувствительность конструкции к раскачиванию. Широкие системы раскосов приведут к более устойчивым конструкциям.

В приведенной ниже таблице показано, как максимальное отклонение зависит от расположения раскосов при постоянном размере поперечного сечения раскосов.

Эффективность крепления

Высота этажа	Ширина раскоса	Угол от горизонтали	Коэффициент максимального прогиба (по сравнению с раскосом при 34°)
ч	2ч	26°	0,9
ч	1,5 ч	34°	1,0
ч	ч	45°	1,5
ч	0,75 ч	53°	2. 2
ч	0,5ч	63°	4,5

[верх]Горизонтальная распорка

Горизонтальные связи (в крыше) в одноэтажном здании

Система горизонтальных связей необходима на уровне каждого этажа для передачи горизонтальных усилий (главным образом сил, передаваемых от колонн по периметру) на плоскости вертикальных связей, которые обеспечивают сопротивление к горизонтальным силам.

Существует два типа системы горизонтальных связей, которые используются в многоэтажных каркасных конструкциях:

• Мембраны
• Распорка дискретная треугольная.

Обычно системы пола достаточно, чтобы действовать как диафрагма без необходимости в дополнительных стальных распорках. На уровне крыши может потребоваться раскос, часто известный как ветровая балка, для восприятия горизонтальных сил на вершине колонн, если нет диафрагмы. См. рисунок справа.

[вверх]Горизонтальные диафрагмы

Все решения для перекрытий, включающие несъемную опалубку, такую ​​как металлический настил, приваренный к балкам с помощью сквозной сварки шпилек, с бетонным заполнением на месте, обеспечивают превосходную жесткую диафрагму для передачи горизонтальных усилий на раскосы система.

Системы перекрытий, включающие сборные железобетонные плиты, требуют надлежащего рассмотрения для обеспечения адекватной передачи усилий, если они должны действовать как диафрагма. Коэффициент трения между досками и стальными конструкциями может составлять всего 0,1 и даже ниже, если сталь окрашена. Это позволит плитам двигаться относительно друг друга и скользить по металлоконструкциям. Заливка швов между плитами лишь частично решит эту проблему, а для больших сдвигов потребуется более эффективная система связывания между плитами и между плитами и металлоконструкциями.

Соединение между плитами может быть обеспечено усилением в верхней части. Это может быть сетка, или вдоль обоих концов набора досок могут быть размещены связи, чтобы весь пол действовал как единая диафрагма. Как правило, достаточно 10-миллиметрового стержня на половине толщины начинки.

Соединение со стальной конструкцией может быть выполнено одним из двух способов:

• Плиты обнести стальным каркасом (на уголках полок, или специально предусмотренным ограничением) и заполнить зазор бетоном.
• Обеспечьте связи между верхним слоем досок и верхним слоем стальной конструкции на месте (известным как «краевая полоса»). Обеспечьте стальную балку соединителями на сдвиг в той или иной форме для передачи усилий между краевой полосой на месте и стальной конструкцией.

Если усилия плоской диафрагмы передаются на стальную конструкцию через непосредственную опору (обычно плита может опираться на поверхность колонны), необходимо проверить способность соединения. Емкость обычно ограничивается локальным дроблением доски. В любом случае зазор между планкой и сталью должен быть заполнен монолитным бетоном.

Деревянные полы и полы, состоящие из сборных железобетонных перевернутых тавровых балок и заполненных блоков (часто называемых «балками и горшками») не считаются достаточными для обеспечения надлежащей диафрагмы без специальных мер.

[верх]Отдельная треугольная распорка

Типовое расположение распорок пола

Если нельзя полагаться на действие диафрагмы от пола, рекомендуется горизонтальная система стальных распорок треугольной формы. В каждом ортогональном направлении может потребоваться система горизонтальных связей.

Как правило, системы горизонтальных связей располагаются между «опорами», которые являются местами расположения вертикальных связей. Такое расположение часто приводит к тому, что ферма охватывает всю ширину здания с глубиной, равной центрам пролетов, как показано на рисунке слева.

Связи перекрытий часто устроены как фермы Уоррена, или как фермы Пратта, или с поперечными элементами, действующими только на растяжение.

[наверх]Влияние несовершенств

В структурный анализ необходимо включить соответствующие допуски, чтобы учесть влияние несовершенств, включая геометрические несовершенства, такие как отсутствие вертикальности, отсутствие прямолинейности, отсутствие плоскостности, отсутствие прилегания и любые незначительные эксцентриситеты, присутствующие в соединениях ненагруженной конструкции.

Следует учитывать следующие дефекты:

• Общие дефекты для рам и систем связей
• Локальные несовершенства отдельных элементов.

Общие несовершенства могут быть учтены путем моделирования рамы по отвесу или с помощью ряда эквивалентных горизонтальных сил, приложенных к раме, смоделированной вертикально. Рекомендуется последний подход.

В раскосной раме с номинально штифтовыми соединениями при общем анализе не требуется допуск на локальные дефекты элементов, поскольку они не влияют на общее поведение и учитываются при проверке сопротивлений элементов в соответствии со Стандартом проектирования. Если в конструкции рамы предполагаются соединения с сопротивлением моменту, возможно, потребуется учесть местные несовершенства (BS EN 1993-1-1 ^[1] , 5.3.2(6)).

[вверх]Дефекты для общего анализа раскосных рам

Эквивалентные дефекты раскачивания (из BS EN 1993-1-1, рис. 5.2)

Влияние дефектов рамы учитывается посредством начального дефекта раскачивания. См. рисунок справа.

Основным допустимым дефектом является отклонение от вертикальности Φ ₀ 1/200. Этот допуск больше, чем обычно указанные допуски, потому что он учитывает как фактические значения, превышающие указанные пределы, так и остаточные эффекты, такие как несоответствие. Допуск на проектирование в BS EN 1993-1-1 ^[1] , 5.3.2 определяется по формуле:

Φ = Φ ₀ α _ч α _м = 1/200 901 24 α _h α _m

где α _h коэффициент уменьшения общей высоты и α _м является коэффициентом уменьшения, который согласно Еврокоду зависит от количества столбцов в ряду. (Подробное определение см. в 5.3.2(3).) Это предполагает, что каждый ряд имеет раскосы. В общем α _м следует рассчитывать по количеству колонн, стабилизированных системой связей – как правило, из нескольких рядов.

Для простоты значение Φ можно консервативно принять за 1/200, независимо от высоты и количества столбцов.

Если для каждого этажа приложенная извне горизонтальная сила превышает 15 % общей вертикальной силы, несовершенствами раскачивания можно пренебречь (поскольку они мало влияют на деформацию раскачивания).

[вверх] Эквивалентные горизонтальные силы

BS EN 1993-1-1 ^[1] , 5.3.2(7) утверждает, что вертикальные несовершенства качания могут быть заменены системами эквивалентных горизонтальных сил, введенных для каждой колонны. Гораздо проще использовать эквивалентные горизонтальные силы, чем вводить в модель геометрическое несовершенство. Это потому что:

• Несовершенство должно быть испытано в каждом направлении, чтобы найти больший эффект, и легче применять нагрузки, чем изменять геометрию
• Изменение геометрии конструкции может быть затруднено, если основания колонн находятся на разных уровнях, поскольку несовершенство раскачивания варьируется между колоннами.

В соответствии с 5.3.2(7) эквивалентные горизонтальные силы имеют расчетное значение Φ Н _Ed вверху и внизу каждого столбца, где Н _Ed сила в каждый столбец; силы на каждом конце направлены в противоположные стороны. При проектировании рамы и, в частности, сил, действующих на систему распорок, гораздо проще учитывать результирующую эквивалентную силу на каждом уровне пола. Таким образом, эквивалентная горизонтальная сила, равная Φ -кратная общая вертикальная расчетная сила, приложенная к этому уровню пола, должна быть приложена к каждому уровню пола и крыши.

[top]Дополнительные расчетные варианты для систем связей

Система связей должна воспринимать внешние нагрузки вместе с эквивалентными горизонтальными силами. Кроме того, раскосы должны быть проверены для двух дополнительных расчетных ситуаций, которые являются локальными по отношению к уровню пола:

• Горизонтальные силы от диафрагм пола
• Усилия из-за несовершенства стыков.

В обеих этих расчетных ситуациях систему связей проверяют локально (учитывая этажи выше и ниже) на сочетание усилий, вызванных внешними нагрузками, с силами, вызванными любым из указанных выше недостатков. Эквивалентные горизонтальные силы, смоделированные для учета раскачивания рамы, не включены ни в одну из этих комбинаций. Необходимо учитывать только одно несовершенство за раз.

Горизонтальные силы, которые необходимо учитывать, представляют собой совокупность всех сил на рассматриваемом уровне, разделенных между системами крепления.

В Великобритании проверка этих сил без сопутствующих сдвигов балки является обычной практикой. Обоснование состоит в том, что вероятность максимального сдвига балки плюс максимальные несовершенства вместе с минимальным сопротивлением соединения выходит за пределы расчетной вероятности проектных норм.

[вверх]Несовершенство для анализа систем крепления

Эквивалентная стабилизирующая сила

При анализе систем связей, которые должны обеспечивать поперечную устойчивость в пределах длины балок или сжимаемых элементов, следует учитывать влияние несовершенств посредством эквивалентного геометрического несовершенства элементов, которые должны быть закреплены, в виде начального лукового несовершенства:

e ₀ = α _м L /500

где:

L   пролёт системы связей

в котором м — количество элементов, подлежащих закреплению.

Для удобства влияние начальных несовершенств изгиба элементов, удерживаемых системой связей, можно заменить эквивалентной стабилизирующей силой, как показано на рисунке справа.

где

δ _q   – отклонение системы связей в плоскости из-за q плюс любые внешние нагрузки, рассчитанные на основе анализа первого порядка.

Рекомендуется использовать эквивалентные стабилизирующие усилия.

[вверх]Влияния второго порядка

Влияние деформированной геометрии конструкции (влияния второго порядка) необходимо учитывать, если деформации значительно увеличивают силы в конструкции или если деформации значительно изменяют поведение конструкции. Для глобального эластичного анализа эффекты второго порядка значимы, если α _cr меньше 10.

Критерий следует применять отдельно для каждого этажа, для каждой рассматриваемой комбинации действий. Как правило, это будет включать вертикальные и горизонтальные нагрузки и КВЧ, как показано на схеме. В раскосных рамах боковая устойчивость обеспечивается только раскосами; номинально шарнирные соединения не вносят вклада в устойчивость рамы.

В большинстве случаев нижний этаж дает наименьшее значение α _кр .

Горизонтальные силы, приложенные к системе связей

[top] Допуск на эффекты второго порядка

Там, где эффекты второго порядка значительны и должны быть учтены, наиболее распространенным методом является усиление упругого анализа первого порядка с использованием начального геометрия конструкции. Использование этого метода ограничено тем, что α _cr > 3. Если α _cr меньше 3, необходимо использовать анализ второго порядка.

В раскосной раме, где соединения балки с колонной номинально штифтовые и, таким образом, не вносят вклад в поперечную жесткость, усиливаются только осевые силы в элементах раскосов и силы в колоннах, обусловленные их функцией как часть брекет-системы

Коэффициент усиления приведен в BS EN 1993-1-1 ^[1] , 5. 2.2(5)B как:

Необходимо усилить только воздействие горизонтальных сил (включая эквивалентные горизонтальные силы).

[top]Анализ второго порядка

Доступен ряд программного обеспечения для анализа второго порядка. Использование любого программного обеспечения даст в некоторой степени приблизительные результаты в зависимости от используемого метода решения, типов рассматриваемых эффектов второго порядка и допущений моделирования. Как правило, программное обеспечение второго порядка автоматически учитывает дефекты рамы, поэтому проектировщику не нужно рассчитывать и применять эквивалентные горизонтальные силы. Эффекты деформированной геометрии (эффекты второго порядка) будут учтены в анализе.

[наверх]Краткий процесс проектирования систем связей

Следующий простой процесс проектирования рекомендуется для типичного здания средней этажности с использованием каркасных конструкций.

1. Выберите соответствующие размеры сечения балок.
2. Выберите подходящие размеры сечения для колонн (которые изначально могут быть рассчитаны только на осевую силу, оставляя некоторые условия для номинальных изгибающих моментов, которые будут определены на более позднем этапе).
3. Рассчитайте эквивалентные горизонтальные силы (EHF) по этажам и ветровые нагрузки.
4. Рассчитайте общий сдвиг в основании распорки, добавив общую ветровую нагрузку к общей EHF и распределив ее соответствующим образом между системами раскосов.
5. Размер распорок. Самый нижний раскос (с наибольшей расчетной силой) может быть рассчитан на основе сдвига, определенного на шаге 4. Меньший размер сечения может использоваться выше по конструкции (где распорка подвергается меньшим усилиям) или может использоваться тот же размер. использоваться для всех членов.
6. Оценить устойчивость рамы по параметру α _cr , используя комбинацию КВЧ и ветровых нагрузок в качестве горизонтальных сил на раму в сочетании с вертикальными нагрузками.
7. При необходимости определите усилитель (например, если α _cr < 10). Если рама чувствительна к эффектам второго порядка, все боковые силы должны быть усилены. В этом случае может потребоваться повторная проверка элементов жесткости на повышенные усилия (шаг 5).
8. На каждом уровне этажа убедитесь, что соединение с диафрагмой может воспринимать 1% осевой силы в колонне в этой точке (ясно, что наиболее обременительная расчетная сила приходится на самый нижний поддерживаемый этаж).
9. Убедитесь, что диафрагмы пола эффективно распределяют все силы на системы распорок.
10. На уровне стыка определите общую силу, которой будет сопротивляться распорка локально (обычно это сумма нескольких столбцов). Убедитесь, что раскосы, расположенные рядом с соединением, могут воспринимать эти силы в дополнение к силам, вызванным внешними нагрузками (при выполнении этой проверки EHF не учитываются).
11. Убедитесь, что раскосы, расположенные на каждом этаже, могут воспринимать ограничивающие силы от этого этажа в дополнение к силам, вызванным внешними нагрузками (при выполнении этой проверки EHF не учитываются).