Finca en construcción. armadura de metal

(correa de soporte).

Clasificación

Las explotaciones se clasifican según los siguientes criterios:

• La naturaleza del contorno del contorno externo.
  • Cinturones paralelos
  • cinturones rotos
  • Cinturones poligonales
  • Cinturones triangulares
• Tipo de rejilla
  • Triangular
  • Diagonal
  • Semidiagonal
  • Rómbico
• tipo de apoyo
  • Haz
  • Arqueado
  • voladizo
  • Viga voladiza
• Objetivo
  • vigas
  1. Armazón Pratt (con postes comprimidos y tirantes estirados)
  2. Armazón Warren (con celosía triangular)
  3. Armadura belga (triangular)
  4. armadura cruzada
  5. braguero de luz cenital
  • vigas
  • Aceras
  • Grua
  • Torre
• Material de ejecución
  • De madera
  • Metal (acero y aluminio)
  • Concreto reforzado
  • Hecho de materiales poliméricos

Área de aplicación

Las cerchas se utilizan ampliamente en la construcción moderna, principalmente para cubrir grandes luces: puentes, sistemas de cerchas de edificios industriales, instalaciones deportivas. Este diseño también puede ser utilizado por especialistas en la producción de varios tipos de pabellones, estructuras escénicas, toldos y podios.

Principio de operación

Si fija arbitrariamente varias varillas en bisagras, girarán aleatoriamente entre sí y dicha estructura será, como dicen en mecánica estructural, "cambiable", es decir, si la presiona, se doblará, al igual que como si las paredes se doblaran cajita de cerillas. Es una cuestión completamente diferente si haces un triángulo regular con las varillas. Ahora bien, por mucho que presiones, la estructura sólo podrá plegarse si rompes una de las varillas o la arrancas de las demás. Este diseño ya es “inmutable”. El diseño del truss contiene estos triángulos. y una flecha grua torre y soportes complejos, todos formados por triángulos pequeños y grandes.

Es importante saber que dado que cualquier varilla funciona mejor en compresión-tracción que en fractura, la carga sobre la armadura debe aplicarse en los puntos de conexión de las varillas.

De hecho, los almas generalmente no están conectadas entre sí a través de bisagras, sino de manera rígida. Es decir, si toma dos varillas y las corta del resto de la estructura, no girarán entre sí. Sin embargo, en los cálculos más simples esto se ignora y se supone que hay una bisagra.

El principio de calcular armaduras cortando nodos.

existe gran cantidad Métodos para el cálculo de armaduras, tanto simples como complejos. Uno de los más sencillos es el cálculo cortando nudos. Este método es adecuado para las granjas planas más simples y se utiliza para enseñar a estudiantes de escuelas técnicas.

Para calcular una armadura, todas las fuerzas que actúan sobre la armadura se reducen a sus nodos. Una vez determinadas las fuerzas que actúan sobre la armadura, se calculan las reacciones de los soportes de la armadura. Una vez determinadas las reacciones, tome cualquier nodo en el que solo se encuentren 2 varillas y se apliquen fuerzas. Mentalmente cortamos el resto del truss y obtenemos un nodo en el que se encuentran varias fuerzas conocidas (por ejemplo, la reacción de los soportes) y dos fuerzas desconocidas, aquellas fuerzas que actúan en los tirantes del truss que no hemos cortado. Encuentre fuerzas desconocidas en las varillas componiendo ecuaciones para la igualdad de fuerzas a lo largo de dos ejes cualesquiera. A continuación, conociendo estas fuerzas, se corta el siguiente nodo, etc., hasta encontrar las fuerzas en todas las varillas.

Ejemplos

• Soporte metálico para línea eléctrica (línea eléctrica).

ver también

Notas

Enlaces

Fundación Wikimedia. 2010.

Vea qué es “truss (estructura)” en otros diccionarios:

Truss: Una armadura es una estructura cuyos elementos principales trabajan en tensión y compresión. Una granja es una empresa agrícola propiedad de un agricultor. Una granja es una empresa agrícola de cría de ganado en los Estados Unidos. ...Wikipedia

Estructura plana formada por varillas o discos individuales interconectados, cubriendo el hueco entre los soportes y transfiriendo la carga que percibe a estos últimos. Cercha arqueada Fabricada en metal, madera u hormigón armado.… … Diccionario técnico ferroviario

Granja- – estructura portante de varilla plana. [Diccionario terminológico del hormigón y del hormigón armado. FSUE "Centro de Investigación "Construcción" NIIZHB que lleva el nombre. A. A. Gvozdeva, Moscú, 2007, 110 págs.] La armadura es una estructura de varilla portante, por regla general... ...

armadura de viga- (del francés) - una estructura portante de construcción para cubrir, por regla general, grandes luces, es una estructura plana de elementos de varilla conectados en unidades articuladas y/o rígidas, que consta de elementos de la parte superior comprimida... Enciclopedia de términos, definiciones y explicaciones. materiales de construcción

Truss sin diagonales- – Cercha sin tirantes [FRAME TRUSS] – una estructura de viga de varilla que consta de cordones paralelos y bastidores conectados rígidamente a ellos, por analogía llamada armadura. [Diccionario terminológico de la construcción en 12 idiomas (VNIIIS... ... Enciclopedia de términos, definiciones y explicaciones de materiales de construcción.

- [FRAME TRUSS] una estructura de viga de varilla que consta de cuerdas paralelas y bastidores conectados rígidamente a ellos, por analogía llamada armadura (idioma búlgaro; Български) Virendelov greda; granja de marco (checo; Čeština) rámový… … Diccionario de construcción

armadura (en mecánica estructural)- truss Un sistema de varillas que permanece geométricamente sin cambios si todos los nodos rígidos que contiene se reemplazan por otros con bisagras. [Colección de términos recomendados. Número 82. Mecánica estructural. Academia de Ciencias de la URSS. Comité de Terminología Científica y Técnica. 1970...

braguero sin tirantes- Una estructura de viga de varilla que consta de cuerdas paralelas y bastidores conectados rígidamente a ellos, por analogía llamada armadura [Diccionario terminológico de construcción en 12 idiomas (VNIIIS Gosstroy URSS)] Temas: mecánica estructural, ... ... Guía del traductor técnico

- (del latín firmus strong) (construcción), una estructura portante de varillas en la que, durante los cálculos, se supone que las conexiones de las varillas en los nodos están articuladas. En los revestimientos se utilizan cerchas metálicas, de hormigón armado, de madera y combinadas... ... enciclopedia moderna

Truss (francés ferme, del latín firmus √ fuerte, duradero), una estructura de soporte que consta de varillas rectas, cuyas conexiones nodales se supone convencionalmente que están articuladas en los cálculos. F. se utiliza principalmente en la construcción (revestimientos... ... Gran enciclopedia soviética

Confiable Las cerchas metálicas resistentes y duraderas son una de las variedades de productos metálicos laminados modernos. Este es un formulario completo que nunca cambia su parámetros geométricos, incluso si los nodos rígidos se reemplazan por otros con bisagras. De ellos se fabrican estructuras duraderas y fiables, como marquesinas, cenadores, pabellones e incluso tejados enteros de edificios residenciales. Pero, ¿cuánto más convenientes son estas estructuras que las más familiares de madera?

En este artículo te contamos los tipos, características y ventajas de las cerchas metálicas. Esperamos que considere de otra manera la cuestión de la resistencia del sistema de vigas, especialmente si quiere olvidarse de las astillas, los insectos perforadores de la madera y las preocupaciones constantes sobre el procesamiento de los elementos del techo.

Ventajas y desventajas para la construcción privada.

Las armaduras metálicas duraderas ahora se utilizan activamente en la construcción de casas privadas y edificios industriales. Y es absolutamente imposible prescindir de un sistema constructivo tan fiable en la construcción de almacenes, instalaciones deportivas, centros comerciales y pabellones de exposiciones, así como en la construcción de edificios de oficinas de varias plantas. Lo cual no es sorprendente, ya que las granjas metálicas son especialmente buenas cuando es necesario cubrir grandes luces.

Las armaduras de tubos metálicos tienen muchas ventajas valiosas sobre otras:

• Resistencia a la deformación bajo cargas.
• Peso ligero gracias a estructuras huecas.
• Precio asequible para construcción privada.
• Posibilidad de construir caja fuerte. estructuras complejas sin pérdida de fuerza.
• Alta seguridad contra incendios.
• Durabilidad, resistencia y fiabilidad.

Desde un punto de vista estructural, el uso de cerchas es incluso más preferible que las vigas. Después de todo, con menos peso, pueden soportar cargas mucho más severas que cuando se utilizan vigas en I y canales convencionales. Al mismo tiempo, las explotaciones agrícolas también utilizan menos metales.

Hasta cierto punto, las granjas metálicas sirven como análogos de las vigas de acero, pero son mucho más económicas en términos de consumo de material. Sin embargo, su eficacia es comparable. Y la diferencia entre una armadura de metal y vigas simplemente ensambladas es que la armadura terminada funciona perfectamente en tensión y compresión.

Y, a diferencia de las vigas de madera, las de metal no se pudren, no se enmohecen y no son destruidas por hongos o insectos. Son mucho más difíciles de romper bajo una tonelada de nieve. Además, estas vigas se ensamblan más rápido que las de otros materiales.

Tipos de cerchas para diferentes tareas

Te sorprenderá saber cuántos tipos de cerchas metálicas existen:

Echemos un vistazo más de cerca a las formas más populares de armaduras metálicas, que se producen con mayor frecuencia en las fábricas:

• Paralelo- el más sencillo y económico, para cuya fabricación se utilizan las mismas piezas.
• Clásico arqueado, en el que las cuerdas inferior y superior tienen forma de arco y las correas están interconectadas mediante nervaduras de refuerzo. Los diferentes tipos de arcos de este tipo difieren en el radio. Y el radio en sí está determinado por limitaciones externas como las dimensiones del sistema de vigas, la estructura planificada del techo y la complejidad de su diseño.
• Triangular cobertizo, que se utilizan con mayor frecuencia para techos con pendientes pronunciadas.
• frontones triangulares, más adecuado para cubiertas con pendientes pronunciadas, pero que deja una cantidad considerable de residuos tras su producción.
• Poligonal, que son muy adecuados para cubiertas pesadas, pero son difíciles de instalar.
• trapezoidal, similares a los poligonales, pero con un diseño más simplificado.

Segmentario, apto para edificios con cubierta traslúcida, pero el más difícil de realizar. Para realizarlos se fabrican elementos arqueados con una geometría precisa, lo que permite distribuir uniformemente la carga. Estos son los tipos populares y poco conocidos de vigas metálicas para marquesinas:

Arquitectura de celosías metálicas: elementos, nodos y tensiones.

Entonces, una granja metálica es un sistema soldado o prefabricado de tuberías y unidades de fijación rígidas. Este diseño consta de ciertos elementos:

• Cinturones, superiores e inferiores, que sirven de marco.
• Una celosía que conecta ambos niveles.
• Bastidores que se montan perpendiculares al cinturón.
• Tirantes que se unen en ángulo a los niveles inferior y superior.
• Sprengel - aparato ortopédico auxiliar.
• Un nodo es un punto en el que se encuentran varias varillas a la vez. Aquí las tuberías se conectan mediante un refuerzo, una lámina de metal especial.
• El panel es la distancia entre nodos adyacentes y el tramo es la distancia entre los soportes de los sistemas de vigas.

La cuerda superior de una granja metálica está hecha de un tubo perfilado o vigas en I mediante una conexión de brida. El inferior está fabricado con los mismos materiales.

Solo si la granja comienza a estar sujeta a cargas al nivel del panel, entonces es necesario instalar adicionalmente canales emparejados. Y los bastidores y tirantes internos están hechos de un tubo redondo, angular o perfilado.

Las rejillas dentro de la granja están dispuestas en una variedad de patrones, y todos ellos están dictados únicamente por consideraciones prácticas. Cuantos más elementos transversales, más resistente es la estructura y más cara (¡se requiere más material!). Por ejemplo, estas son las opciones para hacer una armadura triangular:

El patrón interno de la viga metálica se selecciona según los requisitos de diseño y el nivel de carga planificado. Y el tipo de torneado elegido incide en el peso de la estructura, su apariencia, intensidad de mano de obra y presupuesto para la fabricación de la propia armadura metálica.

Consideremos los tipos estándar de celosías internas de granjas metálicas:

• Hay la menor cantidad de nodos en una red triangular, que se encuentra con mayor frecuencia en armaduras paralelas y trapezoidales. Además, dicha red se considera la más económica, porque tiene una longitud total mínima de varillas.
• Se necesita una celosía donde la carga principal recae sobre la cuerda superior. Por tanto, se utiliza cuando es necesario mantener la distancia entre carreras.
• Una armadura arriostrada se fabrica cuando los postes tienen que soportar grandes fuerzas.
• El tipo transversal es necesario para marcos en los que la carga de diseño va en ambas direcciones a la vez.
• Se necesita una celosía transversal para cerchas hechas de marcas.
• Se necesitan celosías semidiagonales y rómbicas para cerchas con una altura tan grande, como cuando se crean puentes y mástiles. Estos marcos se obtienen con una gran rigidez gracias a dos sistemas de arriostramiento.

En la vida real, todas estas granjas se ven así:

Así es, por ejemplo, cómo se ve un truss no tan común:

Las cerchas metálicas para techos, a su vez, son a dos aguas, de un solo paso y rectas. Gracias a las nervaduras de refuerzo, las cerchas metálicas no se deforman ni siquiera en grandes luces, aunque parecen bastante frágiles.

Las cerchas metálicas también se dividen en tipos según el número de correas. Se trata de armaduras planas, donde los nodos y varillas están en el mismo plano, y espaciales, más complejas, en las que las cuerdas están en planos paralelos.

Diseño de armaduras de techo

Le aconsejamos que lleve ya preparado. proyectos estándar que ya están practicando y que están probados por el tiempo. Lo ideal es que puedas consultar sobre el esquema elegido con artesano experimentado y luego pasar a la implementación.

Si decide hacerlo usted mismo, primero haga un diagrama de la futura armadura de metal. Determine qué contornos tendrá, si se necesita espacio debajo del techo y qué tipo de techo se utilizará.

La altura de la armadura metálica depende del tipo. material para techos, su peso, ángulo de inclinación y la capacidad de mover la propia granja.

Reglamentos

Entonces, las granjas deben cumplir con los siguientes estándares estatales:

• GOST 23118-99 (sobre especificaciones generales para estructuras de acero).
• GOST 23119-78 (sobre los requisitos para la producción de granjas cuando se requiere soldar las esquinas).
• GOST 23119-78 (especificaciones para la producción de armaduras metálicas, soldadura de tubos perfilados). Y para diseñar correctamente una armadura de metal, necesitará información de las siguientes fuentes:
• SNiP, P-23-81 (sobre estructuras de acero) y SNiP 2.01.07-85 (sobre cargas e impactos).

Puedes hacer una armadura para un cobertizo o un garaje "a ojo" sin mucha molestia. En cualquier caso, por corazonada, utilizará más material del necesario y así logrará la resistencia requerida. Pero para una casa, dichas granjas deben calcularse con la mayor precisión posible para que puedan soportar todas las fuerzas de los elementos y no crear por sí mismas una carga innecesaria en los cimientos.

Para ello se tienen en cuenta los siguientes factores:

• Cargas constantes como el peso. techumbre.
• Cargas periódicas como clima cambiante, huracanes e incluso tornados.
• Cargas adicionales, como nieve y viento, así como el peso de una persona que pueda estar en el techo durante los trabajos de reparación.

Cuanto mayor sea la altura de la armadura, mayor será su capacidad de carga. La capacidad de carga también está influenciada por las nervaduras de refuerzo: cuantas más, más fuerte es la armadura. Pero cuanto más difícil es y más caro resulta.

Por cierto, las cerchas metálicas más ligeras se obtienen cuando su altura es 1/7 o 1/9 de la longitud del tramo. Además, se aligeran con una rejilla especial en la que la fuerza de compresión es absorbida por postes cortos.

Cálculo de la altura y longitud de la armadura.

Al diseñar la producción de armaduras metálicas, es importante tener en cuenta algunos puntos para el cálculo de una armadura metálica:

• Paso 1. Determine el ancho del tramo del edificio, seleccione la forma del techo y el ángulo de pendiente.
• Paso 2. Seleccione un contorno de cuerda según el nivel de carga esperado en la armadura.
• Paso 3. Calcula el tamaño del marco y si lo montarás, lo cocinarás tú mismo o lo encargarás.
• Paso 4. Para calcular la altura óptima de las cerchas metálicas, aplique las siguientes fórmulas (L – longitud de las cerchas):

H=1/4×L o H=1/5×L, si el marco es triangular, H=1/8×L, si es paralelo, trapezoidal o poligonal. En este caso, la pendiente de la cuerda superior debe ser 1/8×L o 1/12×L.

Ahora determinamos las dimensiones de los paneles. Recordemos que el panel es la distancia entre bastidores que transmite toda la carga. Además, el ángulo de la riostra es diferente para diferentes cerchas y los paneles corresponden a ellas. Por ejemplo, en una granja con una red triangular, este ángulo es de 45 grados, y con una red diagonal, de 35 grados.

Y finalmente determinamos el ángulo de los tirantes, que debe ser de 35 a 50 grados, idealmente 45.

Puede verificar el valor que recibió utilizando programas especiales, de los cuales existen muchos en la actualidad:

Selección de parámetros de truss Seleccione el diseño de truss deseado según la forma piso del ático, inclinación del techo y longitud requerida durar. Por lo tanto, se considera que lo más práctico para el techo de un edificio residencial es una granja triangular, que tendrá una altura de aproximadamente una quinta parte de la longitud del tramo:
Si la longitud del tramo es importante, de 14 a 20 metros, se da preferencia a una estructura con tirantes hacia abajo. En este caso, la parte superior de la armadura debe tener un panel con una longitud de 1,5 a 2,5 metros. Entonces, ambos cinturones de la estructura tendrán un número par de paneles.

Estas armaduras evitarán tirantes largos, lo que ayudará a resistir el pandeo. Aunque normalmente para ello hay que hacer una sección grande, lo que hace que toda la estructura sea varias veces más pesada. En este caso, la parte superior de la cercha se divide en doce o dieciséis paneles de 2-2,75 metros cada uno.

Pero a veces se planifica que el techo del techo sea geométricamente complejo. En este caso, su parte media se eleva por encima de los soportes o se utilizan las mismas cerchas Polonceau. Sí, esta opción es un poco más complicada que la habitual forma triangular, ¡pero estamos seguros de que podrás hacerlo!

Incluso si las granjas de Polonceau no son adecuadas, porque... Se planea que la altura del techo desde los soportes sea aún mayor, luego se instalan cerchas metálicas poligonales, en las que se eleva la cuerda inferior. Entonces, para aumentar la altura de la estructura a 0,23 de la longitud del tramo, se rompe el cinturón ubicado debajo.

En un ángulo de techo de 6-15° se instalan cerchas trapezoidales o asimétricas. Si quieres conseguir una hermosa forma externa, pero al mismo tiempo techo plano, entonces es mejor elegir uno de segmento.

Además, costará mucho. menos material. Y la eficiencia de la forma segmentaria aumenta con el alargamiento del tramo:

Una armadura es un sistema de varillas conectadas entre sí en nodos y que forman una estructura geométricamente inmutable. Las cerchas pueden ser planas (todas las varillas se encuentran en el mismo plano) y espaciales.

Departamento Las cerchas (Fig. a) pueden percibir una carga aplicada sólo en su plano y necesitan ser aseguradas de su plano con conexiones u otros elementos. Las cerchas espaciales (Fig. b, c) forman una viga espacial rígida capaz de absorber cargas que actúan en cualquier dirección. Cada cara de dicha viga es una armadura plana. Un ejemplo de viga espacial es una estructura de torre (Fig. d).

Arroz. Cerchas planas (a) y espaciales (b, c, d)

Los elementos principales de las cerchas son los cinturones que forman el contorno de la cercha y una celosía formada por tirantes y postes (Fig.).

1 - cinturón superior; 2 - cinturón inferior; 3 - tirantes; 4 - estante

Arroz. Elementos de armadura

La distancia entre los nodos del cinturón se llama panel ( d ), distancia entre apoyos - luz ( yo ), la distancia entre los ejes (o bordes exteriores) de las cuerdas es la altura de la armadura ( h f).

Las cuerdas de armadura operan principalmente sobre fuerzas longitudinales y momentos (similares a las cuerdas de vigas sólidas); la celosía absorbe principalmente fuerza lateral.

Las conexiones de elementos en nodos se realizan conectando directamente un elemento a otro (Fig. a) o utilizando refuerzos nodales (Fig. b) . Para que las varillas del truss trabajen principalmente con fuerzas axiales y se pueda despreciar la influencia de los momentos, los elementos del truss se centran a lo largo de ejes que pasan por los centros de gravedad.

a – cuando los elementos de la red están directamente adyacentes a la correa;

b – al conectar elementos mediante un refuerzo

Arroz. Nodos de armadura

Las armaduras se clasifican según el diagrama estático, el contorno de las cuerdas, el sistema reticular, el método de conexión de elementos en los nodos y la cantidad de fuerza en los elementos. Según el esquema estático. Hay cerchas (Fig.): viga (partida, continua, voladiza), arqueada, de marco y atirantada.

Vigas divididas Los sistemas (Fig. a) se utilizan en cubiertas de edificios y puentes. Son fáciles de fabricar e instalar, no requieren la instalación de unidades de soporte complejas, pero consumen mucho metal. Para luces grandes (más de 40 m), las cerchas divididas resultan sobredimensionadas y deben ensamblarse a partir de elementos separados durante la instalación. Cuando el número de tramos superpuestos es dos o más, utilice continuo granjas (Fig. b). Son más económicos en cuanto a consumo de metal y tienen mayor rigidez, lo que permite reducir su altura. Pero cuando los soportes se asientan, surgen fuerzas adicionales en las granjas continuas, por lo que no se recomienda su uso en cimientos débiles. Además, la instalación de tales estructuras es complicada.

a - viga dividida; 6 - haz continuo; c, e - consola;

g - marco; d - arqueado; g - atirantado; z - combinado :

Arroz. Sistemas de truss

Consola Las cerchas (Fig. c, e) se utilizan para marquesinas, torres y soportes de líneas eléctricas aéreas. Marco Los sistemas (Fig. e) son económicos en términos de consumo de acero, tienen dimensiones más pequeñas, pero son más complejos durante la instalación. Su uso es racional para edificios de grandes luces. Solicitud arqueado Los sistemas (Fig. e), aunque ahorran acero, conducen a un aumento en el volumen de la habitación y la superficie de las estructuras de cerramiento. Su uso se debe principalmente a requisitos arquitectónicos. EN atirantado En las cerchas (Fig. g) todas las varillas funcionan sólo en tensión y pueden estar hechas de elementos flexibles, como cables de acero. La tensión de todos los elementos de dichas granjas se logra eligiendo el contorno de las cuerdas y la celosía, así como creando un pretensado. Trabajar sólo bajo tensión le permite aprovechar al máximo las propiedades de alta resistencia del acero, ya que se eliminan los problemas de estabilidad. Las cerchas atirantadas son racionales para puentes y forjados de luces largas. También se utilizan sistemas combinados, formados por una viga reforzada desde abajo con sprengel o tirantes, o desde arriba con un arco (Fig. h). Estos sistemas son de fácil fabricación (debido al menor número de elementos) y resultan eficientes tanto en estructuras pesadas como en estructuras con cargas en movimiento. Es muy eficaz utilizar sistemas combinados a la hora de reforzar estructuras, por ejemplo, reforzar una viga si su capacidad de carga es insuficiente, con cercha o puntales.

Dependiendo de contornos de cinturones Las cerchas se dividen en segmentarias, poligonales, trapezoidales, con cinturones paralelos y triangulares (Fig.).

Lo más económico en términos de consumo de acero es una armadura perfilada según un diagrama de momentos. Para un sistema de vigas de un solo tramo con una carga uniformemente distribuida, esto es segmentario armadura con un cinturón parabólico (Fig. a ). Sin embargo, el contorno curvilíneo del cinturón aumenta la complejidad de la fabricación, por lo que este tipo de armaduras prácticamente no se utilizan en la actualidad.

Más aceptable es poligonal esquema (Fig. b) con una fractura del cinturón en cada nodo. Corresponde bastante al contorno parabólico del diagrama de momentos y no requiere la fabricación de elementos curvilíneos. Estas cerchas se utilizan a veces para cubrir grandes luces y en puentes.

a - segmentario; b - poligonal; c - trapezoidal; g - con cinturones paralelos; d, f, g, i - triangular

Arroz. Contornos de cinturones de armadura:

Granjas trapezoidal Los contornos (Fig. c) tienen ventajas de diseño debido principalmente a la simplificación de los nodos. Además, el uso de tales armaduras en el revestimiento permite construir un conjunto de marco rígido, lo que aumenta la rigidez del marco.

Granjas con cinturones paralelos (Fig. d) tienen longitudes iguales de elementos de red, la misma disposición de nodos, la mayor repetibilidad de elementos y piezas y la posibilidad de su unificación, lo que contribuye a la industrialización de su producción.

Granjas triangular los contornos (Fig. e, f, g, i) son racionales para sistemas en voladizo, así como para sistemas de vigas con una carga concentrada en el medio del tramo (cerchas de viga). Con carga distribuida, las cerchas triangulares tienen un mayor consumo de metal. Además, tienen una serie de defectos de diseño. La unidad de soporte afilado es compleja y sólo permite un acoplamiento articulado con las columnas. Los tirantes intermedios resultan ser extremadamente largos y su sección transversal debe seleccionarse para lograr la máxima flexibilidad, lo que provoca un consumo excesivo de metal.

Según el método de conexión de elementos. En los nodos, las granjas se dividen en soldadas y atornilladas. En estructuras fabricadas antes de los años 50 también se utilizaban uniones remachadas. Los principales tipos de cerchas están soldadas. En las unidades de montaje se utilizan, por regla general, conexiones atornilladas con pernos de alta resistencia.

Por magnitud del esfuerzo máximo distinguir convencionalmente entre cerchas ligeras con secciones de elementos hechos de perfiles simples enrollados o doblados (con fuerzas en las varillas norte< 3000 kN) y cerchas pesadas con elementos de sección compuestos (NORTE> 3000kN).

La eficiencia de las cerchas se puede aumentar pretensándolas.

Sistemas de celosía de celosía

Los sistemas de celosía utilizados en armaduras se muestran en la Fig.

a - triangular; b - triangular con rejillas; c, d - diagonal; d - atado; mi - cruz; g - cruz; y - rómbico; k - media diagonal

Arroz. Sistemas de celosía de celosía

La elección del tipo de celosía depende del patrón de aplicación de carga, el contorno de los cordones y los requisitos de diseño. Para garantizar la compacidad de las unidades, es aconsejable tener el ángulo entre los tirantes y la correa en el rango de 30...50 0.

sistema triangular La red (Fig. a) tiene la longitud total más pequeña de elementos y el número más pequeño de nodos. Hay granjas con ascendiendo Y hacia abajo tirantes de soporte.

En lugares donde se aplican cargas concentradas (por ejemplo, en lugares donde se apoyan las correas del techo), se pueden instalar bastidores o colgadores adicionales (Fig. b). Estos bastidores también sirven para reducir la longitud estimada del cinturón. Los bastidores y suspensiones funcionan solo con cargas locales.

La desventaja de una celosía triangular es la presencia de tirantes largos comprimidos, lo que requiere un consumo adicional de acero para garantizar su estabilidad.

EN diagonal en la celosía (Fig. c, d) todos los tirantes tienen fuerzas de un signo y las estanterías tienen otro. Una celosía diagonal requiere más metal y mano de obra en comparación con una celosía triangular, ya que la longitud total de los elementos de la celosía es más larga y hay más nodos en ella. El uso de celosías diagonales es aconsejable para alturas de celosía bajas y grandes cargas nodales.

Shprengelnaya la rejilla (Fig. e) se utiliza para la aplicación fuera del nodo de cargas concentradas al cordón superior, así como cuando es necesario reducir la longitud estimada de la correa. Requiere más mano de obra, pero puede reducir el consumo de acero.

Cruz la celosía (Fig. e) se utiliza cuando hay una carga sobre la armadura tanto en una como en la otra dirección (por ejemplo, carga de viento). En fincas con cinturones hechos de marcas, se puede utilizar cruz una celosía (Fig. g) desde esquinas individuales con tirantes unidos directamente a la pared del tee.

RómbicoY semidiagonal las rejillas (Fig. i, j) gracias a dos sistemas de tirantes tienen una gran rigidez; Estos sistemas se utilizan en puentes, torres, mástiles y conexiones para reducir la longitud de diseño de las varillas.

Tipos de secciones de alma

En términos de consumo de acero para almas comprimidas, la más eficiente es una sección tubular de paredes delgadas (Fig. a). Un tubo redondo tiene la distribución de material más favorable con respecto al centro de gravedad para elementos comprimidos y, con un área de sección transversal igual a otros perfiles, tiene el mayor radio de giro (i ≈ 0,355d), igual en todas las direcciones. , lo que permite obtener una varilla con la menor flexibilidad. El uso de tubos en cerchas permite un ahorro de acero de hasta un 20...25%.

Arroz. Tipos de secciones de elementos de formas ligeras.

gran ventaja tubos redondos es una buena racionalización. Gracias a esto, la presión del viento sobre ellos es menor, lo que es especialmente importante para estructuras altas y abiertas (torres, mástiles, grúas). Las tuberías retienen poca escarcha y humedad, por lo que son más resistentes a la corrosión y fáciles de limpiar y pintar. Todo esto aumenta la durabilidad de las estructuras tubulares. Para evitar la corrosión, se deben sellar las cavidades internas de la tubería.

Las secciones rectangulares dobladas y cerradas (Fig. b) permiten simplificar las uniones de los elementos. Sin embargo, las cerchas hechas de perfiles cerrados curvados con unidades sin chaflán requieren una alta precisión de fabricación y sólo pueden fabricarse en fábricas especializadas.

Hasta hace poco, las cerchas ligeras se diseñaban principalmente desde dos esquinas (Fig. c, d, e, f). Estas secciones tienen una amplia gama de áreas y son convenientes para construir juntas en cartelas y unir estructuras adyacentes a cerchas (correas, paneles para techos, tirantes). Una desventaja importante de esta forma de diseño es; una gran cantidad de elementos con diferentes tamaños estándar, un importante consumo de metal para herrajes y juntas, una gran intensidad de mano de obra en la fabricación y la presencia de espacios entre las esquinas, lo que favorece la corrosión. Las varillas con una sección transversal de dos ángulos formadas por una T no son efectivas cuando se trabaja en compresión.

Con una fuerza relativamente pequeña, se pueden fabricar almas desde ángulos simples (Fig. g). Esta sección es más fácil de fabricar, especialmente con unidades sin forma, ya que tiene menos piezas de montaje, no tiene huecos cerrados para limpieza y pintura.

El uso de barras en T para correas tipo armadura (Fig. i) permite simplificar significativamente los nudos. En tal granja, las esquinas de los tirantes y bastidores se pueden soldar directamente a la pared de la T sin refuerzos. Esto reduce a la mitad el número de piezas de montaje y reduce la intensidad de mano de obra de fabricación:

Si la correa de celosía funciona, además de la fuerza axial, también en flexión (con transferencia de carga extranodal), una sección de una viga en I o dos canales es racional (Fig. j, l).

Muy a menudo, las secciones de los elementos de celosía se toman de diferentes tipos de perfiles: cinturones hechos de vigas en I, una celosía hecha de perfiles curvos cerrados, o cinturones hechos de barras en T, una celosía hecha de esquinas pareadas o simples. Esta solución combinada resulta más racional.

Los elementos de celosía comprimidos deben diseñarse para que sean igualmente estables en dos direcciones mutuamente perpendiculares. Con las mismas longitudes de diseño. yo x = yo Esta condición se cumple con secciones de tubos redondos y perfiles cuadrados cerrados y curvados.

En armazones hechos de ángulos pares, radios de inercia similares (i x ≈ i y) tienen ángulos desiguales colocados juntos en estantes grandes (Fig. d). Si la longitud estimada en el plano de la armadura es dos veces menor que desde el plano (por ejemplo, en presencia de una armadura), una sección de ángulos desiguales unidos por pequeñas pestañas (Fig. e) es racional, ya que en este caso i y ≈ 2i x.

Las varillas de las cerchas pesadas se diferencian de las ligeras por tener secciones más potentes y desarrolladas, compuestas por varios elementos (Fig.).

Arroz. Tipos de secciones de elementos de celosía pesados.

Determinación de la longitud de diseño de las barras de celosía

La capacidad de carga de los elementos comprimidos depende de su longitud de diseño:

yo ef = µ× yo, (1)

Dónde ts- coeficiente de reducción de longitud, según el método de fijación de los extremos de la varilla;

yo- longitud geométrica de la varilla (la distancia entre los centros de nodos o puntos de sujeción contra el desplazamiento).

No sabemos de antemano en qué dirección se doblará la varilla al perder estabilidad: en el plano de la armadura o en la dirección perpendicular. Por tanto, para elementos comprimidos es necesario conocer las longitudes de diseño y comprobar la estabilidad en ambas direcciones. Las varillas estiradas flexibles pueden hundirse por su propio peso, se dañan fácilmente durante el transporte y la instalación y, bajo cargas dinámicas, pueden vibrar, por lo que su flexibilidad es limitada. Para comprobar la flexibilidad, es necesario conocer la longitud calculada de las varillas estiradas.

Usando el ejemplo de una viga de un edificio industrial con una linterna (Fig.), consideraremos métodos para determinar las longitudes estimadas. Entre los nodos puede producirse una posible curvatura de las cuerdas de la armadura durante la pérdida de estabilidad en su plano (Fig. a).

Por tanto, la longitud calculada de la cuerda en el plano de la armadura es igual a la distancia entre los centros de los nodos (μ = 1). La forma de pandeo desde el plano de la armadura depende de los puntos en los que se asegura la correa contra el desplazamiento. Si el metal duro o paneles de hormigón armado, soldados o atornillados al cinturón, entonces el ancho de estos paneles (generalmente igual a la distancia entre los nodos) determina la longitud estimada del cinturón. Si como cubierta del tejado se utiliza una tarima perfilada fijada directamente a la cinta, la cinta queda asegurada contra pérdida de estabilidad en toda su longitud. Al techar a lo largo de correas, la longitud estimada de la cuerda desde el plano de la armadura es igual a la distancia entre las correas, aseguradas contra el desplazamiento en el plano horizontal. Si las correas no están aseguradas con tirantes, entonces no pueden impedir que la cuerda de la armadura se mueva y la longitud estimada de la cuerda será igual a toda la luz de la armadura. Para que las correas sujeten la correa, es necesario instalar conexiones horizontales (Fig. b) y conectar las correas a ellas. Se deben colocar espaciadores en la zona del revestimiento debajo de la linterna.

A - deformación de la cuerda superior durante la pérdida de estabilidad en el plano de la armadura; antes de Cristo - lo mismo, desde el plano de la armadura; d - deformación de la red

Arroz. Para determinar las longitudes de diseño de elementos de armadura.

Por lo tanto, la longitud estimada de la cuerda desde el plano de la armadura hasta caso general igual a la distancia entre puntos fijados por el desplazamiento. Los elementos que sujetan el cinturón pueden ser paneles de tejado, correas, conexiones y puntales. Durante el proceso de instalación, cuando los elementos del techo aún no se han instalado para asegurar la armadura, se pueden usar ataduras temporales o espaciadores desde su plano.

Al determinar la longitud de cálculo de los elementos de la red, se puede tener en cuenta la rigidez de los nodos. Cuando se pierde la estabilidad, el elemento comprimido tiende a girar el nodo (Fig.d). Las varillas adyacentes a este nodo resisten la flexión. La mayor resistencia a la rotación del nodo la proporcionan las varillas estiradas, ya que su deformación por flexión conduce a una reducción en la distancia entre los nodos, mientras que debido a la fuerza principal esta distancia debería aumentar. Las varillas comprimidas resisten débilmente la flexión, ya que las deformaciones por rotación y fuerza axial se dirigen en una dirección y, además, ellas mismas pueden perder estabilidad. Por lo tanto, cuanto más estiradas estén las varillas adyacentes al nodo y más poderosas serán, es decir, cuanto mayor sea su rigidez lineal, mayor será el grado de pinzamiento de la varilla en cuestión y menor su longitud de diseño. Se puede despreciar el efecto de las varillas comprimidas sobre el pellizco.

La correa comprimida queda débilmente apretada en los nudos, ya que la rigidez lineal de los elementos de red de tracción adyacentes al nudo es baja. Por lo tanto, al determinar la longitud estimada de las correas, no tuvimos en cuenta la rigidez de los nodos. Lo mismo se aplica a los soportes y bastidores. Para ellos, las longitudes de diseño, como para los cinturones, son iguales a la longitud geométrica, es decir la distancia entre los centros de los nodos.

Para otros elementos de la red, se adopta el siguiente esquema. En los nodos de la cuerda superior, la mayoría de los elementos están comprimidos y el grado de pellizco es pequeño. Estos nodos pueden considerarse articulados. En los nodos de la cuerda inferior, la mayoría de los elementos que convergen en el nodo están estirados. Estos nodos están sujetos elásticamente.

El grado de pellizco depende no sólo del signo de las fuerzas de las varillas adyacentes al elemento comprimido, sino también del diseño de la unidad. Si hay un refuerzo que aprieta el nudo, el pellizco es mayor, por lo que, según las normas, en cerchas con refuerzos de nudos (por ejemplo, desde ángulos pareados), la longitud estimada en el plano de la armadura es 0,8× yo, y en granjas con elementos contiguos de un extremo a otro, sin refuerzos nodales - 0,9× yo .

En caso de pérdida de estabilidad desde el plano de la celosía, el grado de pellizco depende de la rigidez torsional de las cuerdas. Los cartelas son flexibles desde su plano y pueden considerarse bisagras de chapa. Por lo tanto, en cerchas con nodos sobre cartelas, la longitud estimada de los elementos de la red es igual a la distancia entre los nodos. yo 1 . En cerchas con cordones fabricados con perfiles cerrados (tubos redondos o rectangulares) con alta rigidez torsional, el coeficiente de reducción de la longitud de diseño se puede tomar igual a 0,9.

La tabla muestra las longitudes de elementos calculadas para los casos más habituales de cerchas planas.

Tabla - Longitudes de diseño de elementos de celosía

Nota. yo-longitud geométrica del elemento (distancia entre los centros de los nodos); yo 1 - la distancia entre los centros de los nodos asegurados contra el desplazamiento del plano de la cercha (cordones de cercha, tirantes, losas de revestimiento, etc.).

Selección de secciones para elementos comprimidos y de tracción.

Selección de sección transversal de elementos comprimidos.

La selección de secciones de elementos de celosía comprimidos comienza determinando el área requerida a partir de las condiciones de estabilidad.

, (2)

.

1) Se puede suponer provisionalmente que para los cinturones de armaduras ligeras l = 60 - 90 y para la celosía l = 100 - 120. Mayores valores de flexibilidad se obtienen con menor esfuerzo.

2) En función del área requerida, se selecciona un perfil adecuado del surtido y se determinan sus características geométricas reales A, i x, i y.

3) Encuentre l x = l x /i x y l y = yo y /i y , Para mayor flexibilidad, se especifica el coeficiente j.

4) Haga una verificación de estabilidad usando la fórmula (2).

Si la flexibilidad de la varilla se configuró incorrectamente anteriormente y la prueba mostró un sobreesfuerzo o un subesfuerzo significativo (más del 5-10%), entonces la sección se ajusta, tomando un valor intermedio entre el valor de flexibilidad preestablecido y real. Generalmente el segundo enfoque logra su objetivo.

Nota. La estabilidad local de elementos comprimidos fabricados a partir de perfiles laminados se puede considerar asegurada, ya que las condiciones de rodadura determinan que el espesor de las alas y paredes de los perfiles sea mayor que el requerido por las condiciones de estabilidad.

A la hora de elegir el tipo de perfiles hay que recordar que una sección racional es aquella que tiene la misma flexibilidad tanto en el plano como desde el plano de la granja (el principio de igual estabilidad), por lo que, a la hora de asignar perfiles, es necesario Preste atención a la relación de las longitudes efectivas. Por ejemplo, si diseñamos una granja a partir de ángulos y las longitudes calculadas del elemento en el plano y desde el plano son las mismas, entonces es racional elegir ángulos desiguales y colocarlos juntos en estantes grandes, ya que en este caso i x ≈ i y, y cuando yo x = yo y λ x ≈ λ y . Si la longitud calculada está fuera del plano yo y es el doble de la longitud de diseño en el plano yo x (por ejemplo, la cuerda superior en el área debajo de la linterna), entonces una sección más racional sería una sección de dos ángulos desiguales colocados juntos con pequeños estantes, ya que en este caso i x ≈ 0,5×i y y en yo x=0,5× yo y λ x ≈ λ y . Para elementos de red en yo x=0,8× yo y lo más racional sería una sección de ángulos iguales. Para cordones de truss, es mejor diseñar una sección de ángulos desiguales colocados entre sí con pestañas más pequeñas para proporcionar mayor rigidez desde el plano al levantar la truss.

Selección de la sección de elementos tensores.

El área de la sección transversal requerida del alma estirada está determinada por la fórmula

. (3)

Luego, según el surtido, selecciona el perfil que más se acerque valor mas altoárea. En este caso, no es necesario comprobar la sección aceptada.

Selección de secciones transversales de varilla para máxima flexibilidad

Los elementos de celosía generalmente deben diseñarse a partir de barras rígidas. La rigidez es especialmente importante para elementos comprimidos, cuyo estado límite está determinado por la pérdida de estabilidad. Por lo tanto, para elementos de celosía comprimidos, SNiP establece requisitos de máxima flexibilidad que son más estrictos que en los documentos reglamentarios extranjeros. La flexibilidad máxima para elementos comprimidos de cerchas y conexiones depende del propósito de la varilla y del grado de carga: , donde N - fuerza de diseño, j×R y ×g c - capacidad de carga.

Las barras tensoras tampoco deben ser demasiado flexibles, especialmente cuando se someten a cargas dinámicas. Bajo cargas estáticas, la flexibilidad de los elementos de tracción se limita únicamente a plano vertical. Si los miembros en tensión están pretensados, su flexibilidad no está limitada.

Varios almas ligeras tienen fuerzas bajas y, por lo tanto, tensiones bajas. Las secciones transversales de estas varillas se seleccionan para lograr la máxima flexibilidad. Estas varillas suelen incluir postes adicionales en una celosía triangular, tirantes en los paneles centrales de las cerchas, elementos de refuerzo, etc.

Conociendo la longitud estimada de la varilla. yo ef y el valor de la flexibilidad última l pr, determinamos el radio de giro requerido i tr = yo ef/l tr. En base a ello, en el surtido seleccionamos la sección que tiene menor superficie.

Término braguero(truss) se utiliza a menudo para describir cualquier conjunto de elementos, como pseudomarcos o pares de vigas, con frecuencia en el sentido de ingeniería: "un marco plano de elementos individuales". elementos estructurales, conectados en los extremos en triángulos para cubrir una gran distancia."

Área de aplicación

Las cerchas se utilizan ampliamente en la construcción moderna, principalmente para cubrir grandes luces con el fin de reducir el consumo de materiales utilizados y aligerar estructuras, por ejemplo, en estructuras de edificación de grandes luces como puentes, sistemas de cerchas de naves industriales, instalaciones deportivas, así como como en la construcción de pequeñas estructuras constructivas y decorativas ligeras: pabellones, estructuras escénicas, toldos y podios;

El fuselaje de un avión, el casco de un barco, que lleva la carrocería de un automóvil (excepto las carrocerías abiertas que funcionan como una simple viga), un autobús o una locomotora diésel, un bastidor de vagón con un sprengel, desde el punto de Desde el punto de vista de la resistencia de los materiales, son armaduras (incluso si no tienen un marco como tal; una estructura de armadura en este caso está formada por estampados y refuerzos que refuerzan la carcasa), por lo que se utilizan métodos apropiados en sus cálculos de resistencia.

Historia

• torre (ver Mástil, Torre - Grúa torre, Torre Eiffel)
• grúa (ver grúa de elevación de carga)
• aceras (ver Puente)
• estructuras de soporte (soportes de líneas eléctricas)
• cerchas de cobertura (vigas, sub-vigas - sirven como soporte para las cerchas del techo)
• armaduras de puerta hidráulica
• transporte paso elevado granjas

y otros edificios.

Según el material de ejecución.

Según el material utilizado, las cerchas se dividen en:

• metales (acero, hierro fundido, aluminio y otras aleaciones);
• conjunto.

A veces varios materiales combinados para el uso más racional de todas sus propiedades.

Por características de diseño

tipo de cinturones

Las cerchas pueden ser de doble correa o de triple puntal, en casos raros tienen ventajas sobre las de doble correa: tienen una alta resistencia a la flexión en el plano horizontal y a la torsión, lo que elimina la necesidad de instalar conexiones adicionales y aumenta la estabilidad de la contorno de armadura comprimido.

Dependiendo de la naturaleza del contorno del contorno externo de las granjas (tipo de cinturones), las granjas tienen ciertas dimensiones en longitud y altura, así como en pendiente:

tipo de cinturones	Luz (longitud) de las cerchas, L, metro	altura del armazón, h, metro	Pendiente de cinturones de celosía, i, %	Esquema
Soga	36	1/10...1/12 litros	-
Paralelo	24-120	1/8...1/12L	hasta 1,5%
Sospechoso	48-100	1/7...1/8L	-
Poligonal (poligonal)	36-96	1/7...1/8L	-	La armadura es poligonal (poligonal).
Parabólica (segmentaria)	36-96	1/7...1/8L	-
trapezoidal	24-48	1/6...1/8L	8,0...10,0%	La armadura es pentagonal (trapezoidal).
Triangular	18-36	1/4...1/6L	2,5...3,0%

Por lo general, las cerchas de tipo larguero y pez se utilizan en edificios públicos y con correas paralelas, en edificios industriales.

La altura óptima de las cerchas en condiciones de masa mínima y rigidez máxima se obtiene con una relación entre la altura de la cercha y la luz - H/L = 1/4...1/5, pero con esta relación las cerchas son inconvenientes para la instalación y el transporte. y sobreestimar el volumen de los edificios.

Tipo de rejilla

Tipo de rejilla	Descripción	Esquema
Cruz	La celosía transversal funciona solo bajo tensión, por lo que se utiliza en granjas que operan bajo cargas alternas.
Diagonal	Utilizado en fincas bajas.
Semidiagonal	-
Rómbico	La red rómbica es un tipo de red triangular.
Triangular	-
Shprengelnaya	-

El ángulo racional de los tirantes con respecto a las cuerdas de la armadura es de 45°.

La armadura sin soporte se utiliza en techos entre pisos crear un piso explotable en el espacio entre cerchas o un piso técnico; su desventaja es el mayor consumo de acero debido a importantes momentos flectores en cordones y puntales.

tipo de apoyo

• perfiles de tipo abierto- ángulos simples y pareados, perfiles soldados, canales, vigas en T, vigas en I;
• Perfiles de tipo cerrado: tubos redondos y rectangulares.

En el caso de utilizar perfiles abiertos, se proporcionan engrosamientos especiales (bulbos) en los extremos de las cerchas.

Cinturones

Para sujetar las correas, se instala una esquina con orificios para pernos en el cordón superior de las cerchas.

Al soportar losas de revestimiento de hormigón armado, el cordón superior de la cercha se refuerza con superposiciones de espesor t, mm:

• 12 - con un paso de celosía de 6 m;
• 14 - con un paso de celosía de 12 m.

Para luces grandes (más de 12 m) y si es necesario cambiar la sección de los cordones, se diseñan roturas. Los espacios en los cinturones generalmente se colocan fuera de los nodos para facilitar el funcionamiento del refuerzo; los cinturones se cubren con superposiciones hechas de esquinas o placas; Con poco esfuerzo es posible unir los cinturones formando un nudo. Las correas unidas se desplazan en altura no más del 1,5% para evitar la aparición de un momento flector, que se tiene en cuenta en los cálculos.

Juntas de conexión

Los perfiles de tipo abierto (doble ángulo, canal, etc.) en pares con grandes longitudes pueden funcionar por separado entre sí (cuando se comprimen pueden doblarse en diferentes direcciones), por lo tanto, para su mayor estabilidad cuando trabajan juntos, se utilizan juntas de conexión (craqueladores). instalado.

Si la longitud de los elementos de celosía emparejados (cinturones, bastidores y tirantes) excede 40 r bajo compresión y 80 r cuando se estira, donde r- cualquier radio mínimo de inercia de la sección del perfil, dichos elementos se conectan longitudinalmente entre sí mediante espaciadores adicionales: galletas. Cuando el ancho del perfil es superior a 90 mm, las galletas no se instalan de forma sólida, sino que se cortan en dos tiras estrechas para ahorrar acero.

refuerzos

Los elementos de celosía se pueden conectar entre sí de un extremo a otro o mediante una placa de conexión: refuerzo.

El espesor de los refuerzos depende de las fuerzas en los elementos de la celosía y se supone que es el mismo para todos los elementos; sin embargo, para cerchas de luces largas, el espesor de los refuerzos de soporte se permite 2 mm más y se acepta para acero C38/ 23 según la tabla:

Para aceros distintos del C238/23, se permite reducir el espesor de los refuerzos multiplicando por un factor igual a 2100/R, donde R es la resistencia de cálculo del acero.

Principio de funcionamiento

Si fija arbitrariamente varias varillas en bisagras, girarán aleatoriamente entre sí y dicha estructura será, como dicen en mecánica estructural, "cambiable", es decir, si la presiona, se doblará, como Las paredes de una caja de cerillas se pliegan. Si se hace un triángulo ordinario con varillas, entonces la estructura sólo se unirá si se rompe una de las varillas o se la separa de las demás; dicha estructura ya es “inmutable”.

El diseño del truss contiene estos triángulos. Y el brazo de la grúa torre y los soportes complejos están formados por triángulos grandes y pequeños. Dado que cualquier varilla funciona mejor en compresión-tensión que en fractura, la carga se aplica a la armadura en los puntos de conexión de las varillas.

De hecho, los almas generalmente no están conectadas entre sí a través de bisagras, sino de manera rígida. Es decir, si se cortan dos varillas del resto de la estructura, no girarán entre sí; sin embargo, en los cálculos más simples esto se descuida y se supone que hay una bisagra.

Métodos de cálculo

Hay una gran cantidad de formas de calcular armaduras, simples y complejas; estos son métodos analíticos y la construcción de diagramas de fuerza. Los métodos analíticos se basan en el ejemplo del corte de cerchas, uno de los más simples es el cálculo mediante el método de "sección pasante" o "corte de nodos" (bisagras que conectan las varillas). Este método es universal y adecuado para cualquier granja determinada estáticamente. Para los cálculos, todas las fuerzas que actúan sobre la armadura se reducen a sus nodos. A continuación, se utilizan dos opciones de cálculo.

La primera es encontrar primero las reacciones de los soportes utilizando métodos estáticos convencionales (elaborando ecuaciones de equilibrio), y luego considerar cualquier nodo en el que solo converjan dos varillas. El nudo se separa mentalmente de la armadura, sustituyendo la acción de las varillas cortadas por sus reacciones dirigidas desde el nudo. En este caso, se aplica la regla de los signos: la varilla estirada tiene una fuerza positiva. A partir de la condición de equilibrio de un sistema de fuerzas convergente (dos ecuaciones en proyecciones), se determinan las fuerzas en las barras, luego se considera el siguiente nodo, en el que nuevamente solo hay dos fuerzas desconocidas, y así sucesivamente hasta que las fuerzas en total se encuentran las varillas.

Otra forma no es determinar las reacciones de los soportes, sino reemplazar los soportes con varillas de soporte y luego cortar todos los nodos (número norte) y para cada uno cree dos ecuaciones de equilibrio. Luego resuelven el sistema. 2n ecuaciones y encontrar todo 2n Fuerzas, incluidas fuerzas en las varillas de soporte (reacciones de los soportes). En cerchas estáticamente determinadas el sistema debe estar cerrado.

El método de corte de nudos tiene una inconveniente significativo- acumulación de errores en el proceso de consideración secuencial del equilibrio de nodos o maldición del tamaño matrices de un sistema de ecuaciones lineales, si se compila un sistema global de ecuaciones para toda la explotación. El método Ritter no tiene este inconveniente. También existe un método de cálculo gráfico arcaico: el diagrama de Maxwell-Cremona, que, sin embargo, resulta útil en el proceso de aprendizaje. La práctica moderna utiliza programas informáticos, la mayoría de los cuales se basan en el método de corte de nudos o el método de elementos finitos. A veces, los cálculos utilizan el método de sustitución de varillas de Henneberg y el principio de posibles desplazamientos.

Longitudes estimadas de elementos.

Las longitudes estimadas de los elementos de celosía (cinturones, bastidores y tirantes) se consideran iguales a la longitud del elemento multiplicada por el factor de reducción de longitud μ:

• en el plano de la armadura:
  • μ = 1,0 - para una cuerda superior comprimida en el plano de la armadura (longitud geométrica completa del elemento entre los centros de los nodos);
  • μ = 1,0 - para tirantes de soporte de cerchas (debido al pequeño impacto del pellizco), que se consideran una continuación del cinturón;
  • μ = 0,8 - para todos los postes y tirantes, excepto el de soporte, debido a algunos pellizcos de los extremos de los tirantes provocados por elementos estirados adyacentes a los refuerzos.
• desde el plano de la armadura:
  • μ = 1,0 - para tirantes y bastidores comprimidos (longitud geométrica calculada completa entre los centros de los nodos);
  • μ = 1,0 - para correas comprimidas; si las correas están unidas a las conexiones, lo que resulta difícil durante la instalación, o se coloca un piso rígido sobre las correas (la chapa ondulada se fija con tornillos a las correas después de unos 30 cm y se hace una losa monolítica de hormigón armado sobre la chapa ondulada ), o en un revestimiento sin correas, se sueldan losas de revestimiento prefabricadas a los cordones de las cerchas.

Composición y diseño del proyecto.

El borrador de trabajo consta de dos partes: Nota explicativa y dibujos de la marca KM (estructuras metálicas), realizados por el diseñador, a partir de los cuales los dibujos de la marca KMD (estructuras metálicas, detalles) son elaborados por el departamento de diseño de el fabricante, teniendo en cuenta la disponibilidad de materiales (acero laminado, etc.) y las capacidades y limitaciones tecnológicas de la planta y organización de la instalación (mecanismos de construcción: máquinas de soldar, etc.; mecanismos de instalación: grúas, polipastos, etc.) .

Los dibujos de la marca KM incluyen

• portada y portada;
• nota explicativa;
• disposición de elementos;
• nodos de interfaz de elementos;
• dimensiones generales y de referencia;
• Especificaciones técnicas de productos metálicos laminados.

Los dibujos de la marca KMD incluyen

• portada y portada;
• diagramas de cableado;
• Planos de detalle de elementos y herrajes de instalación.

Los dibujos de trabajo se realizan mediante un sistema de marcado especial.

Galería

Sección de un techo con armazón de postes Queen, consulte: Armazón de techo de madera.

Soporte de línea eléctrica.

La base de la estructura de soporte del techo está formada por cerchas, que pueden ser cerchas y subcerchas (ver foto). La resistencia, confiabilidad y vida útil del techo dependen de su buena fabricación. Las vigas de madera para tejados deben soportar no sólo el peso de la llamada "pastel" del tejado, sino también cargas importantes resultantes de la exposición a fuertes vientos y precipitaciones.

¿Qué son las armaduras de techo?

Para el dispositivo se utiliza la armadura del techo. techos inclinados estructura rígida. Es necesario redistribuir la carga a la que está expuesto el techo hacia las paredes del edificio. Los materiales utilizados para fabricar las cerchas varían, pero la madera es la más utilizada.

Una viga de techo de madera como la de la foto está hecha de tablas, madera o madera en rollo. Para conectar todos los elementos hechos de madera y troncos en una estructura, se utiliza un método como el corte y, si se trata de tablas, se utilizan fijaciones metálicas: clavos, pernos, anclajes, llaves de anillo dentado, etc.

En la construcción de poca altura, la madera se suele utilizar en la fabricación de vigas de madera para techos. especies de coníferas debido a su bajo costo y facilidad de ajuste. Al instalar vigas de viga, es imperativo excluir la posibilidad de que se comben a lo largo bajo el peso del techo y su propio peso. Esto se hace de dos maneras: instale una correa intermedia, una viga de soporte gruesa a través de las vigas o vigas transversales y espaciadores.

Actualmente, para evitar importantes costes laborales a la hora de montar una granja, se utilizan estructuras combinadas de metal y madera, y luego la instalación del sistema de vigas lleva mucho menos tiempo. La opción de crear un techo con vigas abiertas no se utiliza en la construcción de edificios residenciales: el sistema se cubre con losas de techo. En la construcción industrial, por el contrario, se suele utilizar una estructura abierta.

Elegir un diseño de granja

Al elegir la forma de una granja, se tienen en cuenta los siguientes factores:

• ángulo de pendiente del techo;
• el tipo de conexión que se supone que se utilizará al crear la estructura;
• material para cubrir la superficie del tejado;
• Presencia/ausencia de techo.

Por ejemplo, si al construir una casa casi tejado plano recubierto con betún materiales en rollo, entonces la más óptima, según los expertos, es la forma de un trapecio o rectángulo. Se instalan cerchas triangulares si el techo tiene pendientes pronunciadas y se planea colocar revestimientos pesados ​​​​en su superficie.

Para determinar la altura de la armadura, utilice las fórmulas:

• si es una armadura rectangular - 1/6 x L;
• si la estructura es triangular - 1/5 x L.

La letra L es la longitud del tramo de la armadura.

Al construir una casa privada, por regla general, se erige un sistema de vigas triangulares. Esta forma de cercha en combinación con una inclinada permite construir techos de una sola pendiente y a dos aguas con diferentes ángulos inclinación Cuando se construyen cabañas con techos a dos aguas, a menudo se utilizan estructuras con vigas colgantes. Al mismo tiempo, las vigas talladas pueden convertirse en una verdadera decoración del techo.

Para garantizar la confiabilidad y resistencia de las cerchas, se montan cerchas adicionales para sus cordones superior e inferior, que están hechas de tablas y se colocan en el plano del poste central.

Diseño de cerchas triangulares simples.

En muchos sentidos, la disposición de las vigas depende de la longitud del tramo del edificio y de la presencia o ausencia de estructuras internas. muros de carga. Se utiliza una granja simple si se apoya únicamente en las paredes exteriores del edificio (la casa no tiene soportes en el interior) y la luz no supera los 6 metros.

El procedimiento para calcular estructuras de celosía.

Al calcular los sistemas de vigas y para elaborar un plan de diseño de vigas, es necesario tener en cuenta las cargas esperadas en la estructura del techo, que se pueden dividir en 3 categorías:

• cargas ejercidas constantemente: estas incluyen el peso de los elementos del "pastel" del techo;
• temporal: esta es la masa de nieve (dependiendo de las condiciones climáticas de la región), el peso de las personas que suben al techo para realizar trabajos, el factor del viento, etc.;
• cargas especiales, por ejemplo, en edificios ubicados en áreas de alto riesgo sísmico.

Cálculo de posibles carga de nieve realizado según la fórmula:

S=Sg x μ, donde

Sg es el peso de la carga de nieve por metro cuadrado de tejado. Este valor es condicional y su valor se determina mediante tablas especiales según la región.

μ es un coeficiente que depende del ángulo del techo.

Para determinar la carga de viento, necesita saber:

• tipo de terreno (urbano o espacio abierto);
• valor estándar de la carga de viento en una región determinada;
• altura del edificio.

Fabricación de cerchas para techos.

EN últimos años durante la construcción de casas particulares, las vigas del techo hechas directamente sobre sitios de construcción, comenzó a preferir diseños producidos en fábricas. Se producen mediante equipos de montaje y prensado. En la producción de elementos de madera, se tratan previamente. compuestos especiales, evitando la pudrición y el daño de los insectos.

Tecnologías modernas nos permiten producir cerchas y sub-cerchas y elementos para ellos para techos de varios diseños y no solo para edificios residenciales. Por ejemplo, este podría ser el sistema de vigas de un techo a dos aguas de una casa de baños, un garaje y otras dependencias (léase: "").

Estructuras de celosía de metal y acero.

Para fabricar correas y rejillas se utilizan esquinas para el sistema de vigas y los elementos individuales se conectan mediante soldadura. Los expertos consideran que la solución óptima, caracterizada por su confiabilidad, es un diseño en el que las correas están hechas de vigas en T de ala ancha. La diferencia entre las vigas de acero y las vigas es la presencia de una cuerda paralela. Sus dimensiones corresponden a los parámetros de las estructuras de rafter.

Para la construcción de casas privadas, por regla general, se utilizan granjas, para cuya producción se utilizan tubos perfilados laminados en caliente o doblados, rectangulares o con sección cuadrada. Esto se puede explicar de forma sencilla: su peso es menor que el de los productos fabricados a partir de una esquina, una T o un canal. Un sistema de este tipo se puede montar fácilmente a partir de elementos prefabricados individuales en la obra antes de su instalación mediante soldadura.

A menudo, para crear un techo, si el tramo es largo, se utilizan cerchas de hormigón armado, que son estructuras de celosía resistentes. Se recomienda instalarlos en los techos de edificios de un piso, cuyos revestimientos estarán sujetos a mayores cargas.

Cerchas de vigas para cubiertas inclinadas

El procedimiento para realizar trabajos al instalar una granja en un techo inclinado es el siguiente:

• la diferencia entre los muros de carga se calcula mediante la fórmula H = W x tg L, donde H es el resultado deseado, W es la distancia entre los muros opuestos y tg L es la tangente del ángulo en el que se construye el techo. ;
• dependiendo de qué tipo de vigas de madera haya y cuáles se necesiten, se preparan y se tratan con impregnaciones especiales (léase: " ");
• A continuación se instala el Mauerlat, cuyo espesor debe corresponder al espesor de las paredes de soporte. Esta viga debe fijarse rígidamente e impermeabilizarse con alta calidad, manteniendo una posición estrictamente horizontal;
• luego se hacen marcas en el Mauerlat según las cuales se instalarán las patas de la viga y se cortan huecos para ellas;
• en algunos casos, al ensamblar la estructura, se lleva a cabo (léase: " ");
• granjas preparadas colocados de tal manera que sobresalgan 30 centímetros más allá de la superficie de la viga de soporte, asegúrelos con pernos y soportes;
• luego se instalan los soportes y se realiza el torneado. Se requieren soportes cuando la longitud de las patas de la viga supera los 4,5 metros. Se colocan tablas encima de las vigas para revestir. A menudo, para crear una viga, es necesario unir las vigas a lo largo; esto se lleva a cabo en un área donde el momento de flexión es mínimo.