CC BY
31
Вюник ПДАБА
До 80-ргччя Приднтровсъког державног академп будгвництва та архтектури
1) моделировать взаимодействие с конструкциями различных нелинейных демпфирующих устройств, включая динамические гасители колебаний;
2) моделировать применение в одной конструкции или одном сооружении материалов с разными диссипативными характеристиками;
3) производить расчеты и исследования при любых детерминированных и случайных возмущениях во временной области, что более наглядно и позволяет учитывать реально измеренные или синтезированные виброграммы воздействий (в частности, от землетрясений).
ИСПОЛЬЗОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА
1. Тимошенко С. П., Янг Д. Х., Уивер У. Колебания в инженерном деле / Пер. с англ. Л. Г. Корнейчука. - М. : Машиностроение, 1985. - 472 с.
2. Пановко Я. Г. Введение в теорию механических колебаний: Учебное пособие. - М. : Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 1980. - 272 с.
3. Макаров Е. Г. Инженерные расчеты в Mathcad. Учебный курс. - СПб. : Питер, 2005. -448 с.
4. Кулябко В. В. О спецкурсах по динамике сооружений и явлении "Резонанс" //Вюник науки и образования // Вюник ПДАБА. - Дшпропетровськ: ПДАБА, 1997. - № 4. - С. 17-23.
5. Кулябко В. В. Динамика конструкций, зданий и сооружений. Часть 1. Статико-динамические модели для анализа свободных колебаний и взаимодействия сооружений с основаниями и подвижными нагрузками. Уч. пособие для студентов специальностей ПГС и ГСХ. МОНУ / Кулябко В. В. - Запорожская гос. инже. академия, 2005. - 232 с.
6. B. G. Korenev, L. M. Reznikov. Dynamic Vibration Absorbers: Theory and Applications. -John Wiley & Sons Ltd., UK. - 1993. - 312 pp.
УДК 624.014.2
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ КОНСТРУКТИВНОГО РЕШЕНИЯ РАЗДЕЛЬНЫХ БАЗ
РЕШЕТЧАТЫХ КОЛОНН
Р. А. Присяжный, студ.
Ключевые слова: металлические колонны, базы колонн, конструктивные решения баз колонн.
Постановка проблемы. В производственных зданиях базы колонн заглубляют на отметку ниже уровня чистого пола до 1 200 мм. Основной причиной заглубления баз являются их большие габариты, которые мешают выполнению технологического процесса. Через 10 - 30 лет эксплуатации здания, в связи с электрохимической коррозией, возникающей при работе электрооборудования, происходит интенсивное коррозионное разрушение баз и тела колонны, достигающее 10 - 40 %. На участках колонн в зоне контакта «земля - воздух» коррозия тела колонны иногда составляет 50 %. Ремонт таких баз, повреждённых коррозией, требует устройства, как правило, дополнительных баз с обетонировкой тела колонны, является очень дорогостоящим и трудоемким процессом.
Изложение основного материала. Основным назначением баз колон является передача усилия от ветви колоны на фундамент и прикрепление ветви к фундаменту. В расчётной модели обычно узел присоединения ветви колонны к фундаменту принимают шарнирным.
В работе рассмотрено четыре решения конструкции базы при следующих исходных данных: расчетная сжимающая нагрузка на ветвь колоны N = 4 827 кН, сечение ветви - сварной двутавр с полками 400 х 18 мм и стенкой 710 х 18 мм, фундамент монолитный - бетон класса В20 (табл. 1).
В анализ эффективности конструктивных решений баз включены типовое решение и другие разработки, применяемые на практике. Были выполнены сравнительные расчеты массы элементов и длины сварных швов для четырех типов баз (табл.).
Типовое решение конструкции базы раздельной колонны (табл., тип 1) изложено в учебной литературе (рис. 14.18 [1]). В этом решении база состоит из опорной плиты 1, траверс 2, и анкерных плиток 3 (табл., тип 1). Главным элементом является плита 1, которая распределяет усилие сжатия N на фундамент. Траверсы 2 и анкерные плитки 3 необходимы для прикрепления ветви колоны к фундаменту. Траверса 2 также уменьшает расчётный пролёт плиты. Через анкерные плитки 3 осуществляется присоединение базы колонны анкерными болтами к фундаменту. Анкерные плитки работают на изгиб, увеличивая податливость узла присоединения базы к фундаменту. Базы по типовому решению имеют довольно большие габариты и, как показали сравнительные расчеты, являются наиболее тяжелыми из рассмотренных ниже вариантов.
До 80-ргччя Приднтровсъког державног академп будгвництва та архгтектури №11 листопад 2010
База второго типа (табл., тип 2) включает только плиту 1. Расчётные участки плиты 1 в основном консольные, поэтому получаем довольно толстую плиту. В нашем случае согласно ГОСТу она составляет 100 мм. К достоинству базы нужно отнести малые её габариты, здесь анкерные болты расположены внутри контура двутавра. В этом варианте резко уменьшается длина сварных швов и при малой трудоёмкости изготовления достигается небольшое снижение массы базы.
База третьего типа (табл., тип 3) отличается от второго типа добавлением двух вертикальных ребер 4. С их помощью мы уменьшаем размеры расчётных участков опорной плиты 1, и тем самым уменьшаем её толщину. Вертикальные рёбра 4 воспринимают часть реактивного давления от фундамента и высота их зависит от длины сварного шва. По массе база этого типа является наиболее лёгкой из всех рассмотренных вариантов и легче на 40 % от типового решения. Кроме того, ребра могут служить дополнительным соединительным элементом для вертикальных связей. Такая база может размещаться над уровнем чистого пола и не мешать технологическому процессу.
В базе четвертого типа (табл., тип 4) вместо вертикальных ребер установлены наклонные ламели 5. Масса базы этого варианта чуть больше 3-го типа, а плита 1 имеет толщину примерно как в первом варианте. Ламели делят плиту на расчётные участки с небольшим расчетным пролетом. Общая площадь базы увеличена за счет выноса анкерных болтов внаружу, что увеличивает толщину плиты 1. Такая база может быть рекомендована при значительных вертикальных нагрузках. Недостатком этого решения является усложнение технологии сварочных работ.
Таблица
Сравнительный анализ эффективности различных типов баз колонн
пы Тб
Эскиз
Поз. о « - « Состав Масса, кг
Поз. Всего
1 1 - 830 х 460; t = 32 мм 95,3 313
2 2 - 1 230 х 580; t = 16 мм 89,0
3 2 - 360 х 220; t = 16 мм 19,7
Шов к- = 1,2; ¡щ = 4620 мм
1 1 - 830 х 460; t = 100 мм 297 297
Шов к- = 1,2; ¡щ= 3 080 мм
1 1 - 830 х 460; t = 60 мм 178 184
4 2 - 300 х 194; t = 16 мм 2,9
Шов к- = 1,2; ¡щ= 4 280 мм
Вид А
373
о г2
415
373.
415
о
„ С")
гЬ у
П \ ч ° 1 ОС у ^
1 500 //'Л/А ^ 500 1
о о
о о
373 373
Вид Б
255
о 255
1-1
4 373
25
415
373,
415
1-Г
О
255
4
16 < т * 0 0 / _СП
(!! II Щ -Ш1 о УУЛ 40
230 1230
1
1
А
1
2
Б
1
3
Вюник ПДАБА До 80-р1ччя Приднтровсъког державног академП будгвництва та архтектури
Продолжение таблицы
1
\ \ р / э :>/.:>,. /о / гл 1/
425 425 о т сч
475 475
2 - 2
/ \ /
II
194
1 1 - 950 х 460; X = 45 мм 153
5 2 - 710 х 350; X = 12 мм 23,2
Шов Ь = 1,2; /„= 4 280 мм
200
4
Выводы. 1. Из опыта работыкафедры металлических, деревянных и пластмассовых конструкций ПГАСА по обследованию и усилению колонн промзданий следует, что базы колонн должны располагаться выше отметки уровня чистого пола и иметь как можно меньшие габариты. Этому требованию удовлетворяют базы 2, 3, 4-го типа.
2. На основании проведенных расчетов и сравнительного анализа различных конструктивных решений баз наиболее технологичным является второй вариант, где наименьшая длина сварных швов. Однако для проектирования рекомендуется третий вариант, имеющий наименьшую массу и сравнительно малую трудоемкость изготовления.
Работа выполнена под руководством доц. Братуся Н. Г.
ИСПОЛЬЗОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА
1. Металлические конструкции. Общий курс. Учебник для вузов / Беленя Е. И., Балдин В. А., Веденников Г. С. и др.; Под общ. ред. Е. И. Беленя. - [6-е изд., перераб. и доп.] - М. : Стройиздат, 1986. - 560 с.
УДК 624.014.2
ЗАКОНОМЕРНОСТИ ИЗМЕНЕНИЯ МАССЫ СТАЛЬНЫХ БАЛОК ПОКРЫТИЯ
С.А. Подкорытов, студ.
Ключевые слова: стальные балки, балки, масса балок. Постановка проблемы. К достоинствам балок относятся:
- уменьшение трудоемкости изготовления;
- более высокая надежность в эксплуатации;
- снижение габарита и высоты здания;
- более высокая пожаростойкость по сравнению с решетчатыми конструкциями.
Анализ исследований. На стадии вариантного проектирования заказчику необходимо иметь сравнительный анализ массы и стоимости конструктивных элементов здания. Для вычисления массы металлических стропильных ферм и деревянных балок в работе [1] обоснована формула пучка прямых, однако отсутствуют сведения по вычислению масс металлических балок.
Изложение основного материала. Согласно [1], массу металлических ферм можно вычислить по формуле пучка прямых:
