Каркасні системи сталевих конструкцій

вступ

Сталеві конструкції складаються з скелетної рами, яка складається з вертикальних колон, горизонтальних балок тощо, виготовлених із сталевих матеріалів, з’єднаних заклепками, зварюванням або болтами, часто у вигляді прямолінійної сітки.Металоконструкції, як правило, використовуються для середніх і висотних, промислових, складських і житлових будівель.

До переваг металоконструкцій можна віднести:

Стійкість до землетрусів і вітрового навантаження. Простота будівництва і демонтажу.Короткий час будівництва. Вогнестійкість після обробки. Можна використовувати в поєднанні з іншими типами конструкцій. Легко з’єднувати. Висока точність. Виготовлення за межами підприємства. Високе співвідношення міцності до ваги та міцності до об’єму. Дозволяє мати великі прозорі прольоти. Вузькі колони. бути викритим

Системи сталевих конструкцій

Основні сталеві елементи будівель включають стіни, підлоги, дахи та кріпильні елементи, які можуть бути організовані таким чином, щоб мати певний тип системи, яка сприяє структурній стабільності будівлі залежно від типу або використання будівлі, характеру та інтенсивності застосованого навантаження та розрахунковий термін служби

Стіновий несучий каркас

Несучий каркас стін передбачає зведення стін із цегляної кладки по периметру та всередині будівлі, після чого металеві конструкційні елементи кріпляться на стінах із цегляної кладки за допомогою несучих і кінцевих сталевих пластин і анкерних болтів.Конструкція несучого каркаса стіни залежить від інтенсивності навантаження та відстані прольоту між послідовними опорами.

У той час як балки меншої глибини допомагають збільшити чисту висоту будівлі, це також створює вимогу для ближчого відстані між колонами і, отже, обмежує чисту площу підлоги.З іншого боку, рами з глибокими балками допомагають охоплювати великі відстані.

Обрамлення скелета

Це колонка–балкова каркасна система, в якій усі бічні та гравітаційні навантаження передаються на сталевий каркас і передаються вниз на фундамент.Стіни виконані як навісні без несучих.Скелетний каркас зазвичай складається з шпангоутних балок, головних або первинних балок, проміжних або другорядних балок, стінових колон і внутрішніх колон, а також залізобетонної плити.Для ексцентричних з’єднань між колоною та балками використовується багато методів, таких як використання металевих кронштейнів, косинок і виступів, які допомагають розподілити викликані напруги.Прокладки допомагають регулювати лінію та висоту.Кутові кронштейни для полиць допомагають прикріпити шпангельну балку та колону.

Довгопролітний каркас

Великим прольотом вважається проліт, довжина якого перевищує 12 м.Це допомагає забезпечити гнучку площу підлоги, внутрішній простір без колон, скорочення періоду будівництва на місці, дозволяє встановлювати кілька послуг і змішане використання приміщень.Зазвичай він використовується для великих промислових будівель, аудиторій, театрів, виставкових просторів тощо.

Використовуються наступні техніки;стрижні балки, складені зігнуті балки, композитні ферми, консольні підвіски прольотів, фальцеві плити, криволінійні сітки, куполи тонких оболонок, кабельні мережі, просторові ферми, портальні рами тощо.

Прогони

Це глибокі сталеві балки, які допомагають долати великі відстані.Довжина прольоту в залежності від марки сталі балки і коефіцієнта глибини прольоту.Балки встановлюються по-різному. Є опорні балки, які простягаються поздовжньо поперек конструкцій, з’єднаних з основними балками, і гібридні балки, це маніпульовані балки, посилені для перенесення більшої кількості навантажень шляхом додавання зварних частин у верхній і нижній частині. фланці.

Ферми

Ферми мають перевагу в охопленні великих відстаней завдяки більшій глибині, що робить їх жорсткими проти прогинів.Типи ферм, які використовуються для будівництва великого прольоту, включають ферми Пратта, ферми Уоррена, ферми Фінка, ферми «Ножиці», ферми з луком і ферми Віренделя.Додаткову інформацію див.: Ферма.

Ці кроквяні форми можуть бути використані як основні несучі конструктивні елементи в каркасних системах підлоги та даху.

Жорсткі каркаси

Необхідно ретельно проаналізувати ступінь жорсткості з'єднань балка-колона.У жорстких рамах з’єднання розроблені таким чином, щоб витримувати як згинальний момент, так і зусилля зсуву.Вони виконані у вигляді суцільних рам по всій довжині і висоті за відсутності шарнірів або цапф у вінцях і в середині прольоту.

Великі жорсткі основи допомагають переносити та розподіляти момент і зсув на землю.З економічних міркувань необхідно перевірити умови ґрунту, оскільки це може призвести до збільшення вартості фундаменту за поганих умов ґрунту.

Арки

Арки можуть бути виготовлені у вигляді суцільних арок або відкритих перетинчастих арок, трьох навісних, двох навісних або фіксованих арок.Вони залежать від типу конструкційних матеріалів, які будуть використовуватися, міцності, кріплення, використання будівлі, типу фундаменту та умов навантаження.

Трьохшарнірна арка може допомогти подолати великі відстані навіть за несприятливих умов, таких як поганий клімат, важкі навантажені конструкції тощо.Дві шпилькові арки менш міцні в порівнянні з трьома шарнірними арочними конструкціями.Стаціонарні арки використовуються в будівлях з меншим навантаженням і хорошим грунтом.