Совершенствование металлодеревянных шпренгельных балок

• Автор: Сибгатуллин, Марат Тафкилович
• Шифр специальности: 05.23.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 171 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

1 .СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ.8

1.1.Анализ существующих конструктивных решений шпренгельных балок

1.2.Анализ существующих методик расчета шпренгельных баток

1.3.Задачи исследований

2.ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ РАБОТЫ ОПОРНЫХ УЗЛОВ

2.1 .Теоретические исследования работы опорных узлов с жестким

штампом.

2.1.1 .Теоретические исследования работы шпренгеля

2.1.2.Теоретические исследования работы штампа и древесины торца верхнего пояса

2.2.Выводы по главе 2
3.ЧИСЛЕННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ РАБОТЫ ОПОРНЫХ УЗЛОВ
3.1.Разработка методики численных исследований работы опорных
узлов.
3.2.Результаты численных исследований работы опорных узлов при действительной работе древесины
3.3.Результаты численных исследований работы опорных узлов при принятой работе древесины
3.4.Выводы по главе 3
4.ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ РАБОТЫ ОПОРНЫХ
УЗЛОВ БАЛОК
4.1.Экспериментальные исследования податливости нагельных
соединений.
4.2.Результаты экспериментальных исследований податливости
нагельных соединений.
4.3.Экспериментальные исследования работы шпренгеля на месте изгиба.
4.4.Результаты экспериментальных исследований работы шпренгеля
на месте изгиба.
4.5.Разработка методики экспериментальных исследований работы торца верхнего пояса балок.
4.6.Результаты экспериментальных исследований работы торца верхнего пояса балок
4.7.Разработка методики экспериментальных исследований действительной работы опорных узлов балок
4.8.Результаты экспериментальных исследований действительной работы опорных узлов балок.
4.8.1.Результаты экспериментальных исследований
действительной работы опорных узлов балок без штампа
4.8.2.Результаты экспериментальных исследований
действительной работы опорных узлов балок со штампами разной толщины
4.9.Выводы по главе 4
5.ИССЛЕДОВАНИЕ ОПТИМАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ
МЕТАЛЛОДЕРЕВЯННЫХ ШПРЕНГЕЛЬНЫХ БАЛОК.
5.1.Исследование деформативности металло деревянных
шпренгельных балок
5.1.1.Исследование деформативности одностоечных
металлодеревянных шпренгельных балок
5.1.2.Исследование деформативности двухстоечных
металлодеревянных шпренгельных балок
5.1.3.Исследование деформативности четырехстоечных
металлодеревянных шпренгельных балок
5.2.0пределение оптимальных параметров покрытия из
металлодеревянных шпренгельных балок
5.3.Опре деление параметров одностоечных металлодеревянных
шпренгельных балок
5.4.0пределение параметров двухстоечных металлодеревянных
шпренгельных балок
5.5.Определение параметров трехстоечных металлодеревянных
шпренгельных балок
5.б.Определение параметров четырехстоечных металлодеревянных шпренгельных балок.
5.7.Результаты исследований оптимальных параметров металлодеревянных шпренгельных балок.
5.8.Выводы по главе 5
6.ТЕХНИКОЭКОНОМИЧЕСКОЕ СРАВНЕНИЕ ВАРИАНТОВ
НЕСУЩИХ КОНСТРУКЦИЙ И РАЗРАБОТКА РЕКОМЕНДАЦИЙ ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ ШПРЕНГЕЛЬНЫХ БАЛОК.
6.1.Техникоэкономическое сравнение вариантов несущих конструкций
6.2.Рекомендации по проектированию и конструированию металлодеревянных шпренгельных балок.
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ.
ПЕРСПЕКТИВЫ ДАЛЬНЕЙШИХ ИССЛЕДОВАНИЙ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


Балка состоит из верхнего деревянного пояса 1 прямоугольного сечения, стоек 2 тоже деревянных и шпренгеля 3, выполненного из полосовой стали шириной в равной ширине верхнего пояса. В опорном узле шпренгель 3 плотно огибает торец верхнего пояса балки 1 и стянут хомутом, состоящим из двух элементов скобы 4, и планки 5. В прогонах стойки 2 располагаются по биссектрисе углов шпренгеля, что позволяет исключить скольжение сдвиг между шпренгелем 3 и стойкой 2. Это упрощает их узел крепления, который может быть выполнен лишь с помощью одного нагеля 6. Описание металлических шпренгельных балок, в которых стойки складываются для удобства перевозки балок, и решения их опорных узлов приводятся в работах , , , . Для покрытия более длинных пролетов применяются шпренгельные балки с тремя и более стойками. Конструктивные решения многостоечных балок представлены в работах 2, 4, 7. В работах Н. С. Стрелецкого , уделено особое внимание металлическим шпренгельным прогонам. Отмечается, что они заслуживают первейшего внимания конструктора. Здесь также приводятся конструктивные решения и методы расчета металлических шпренгельных прогонов. Конструкция крытого плавательного бассейна в КохеленаЗее описана в работах и . Зал бассейна размером х метров перекрывается многостоечными шпренгельными балками в двух направлениях. Балки состоят из верхнего пояса 1 рис. Стойки в балке располагаются перпендикулярно к верхнему поясу. Шпренгельная балка усиливается диагональными тяжами 4 из нержавеющей стали между стойками. Соединения нижних поясов и диагоналей с вертикальными стойками выполняются с помощью штырей 5 из высокопрочной стали с выточками. Рис. Узлы многостоечной пгпренгельной балки. В работе 4 приводятся комбинированные системы трапецивидного очертания с двумя стойками и шарниром в коньковом узле или с неразрезным верхним поясом переменного сечения. Верхний пояс таких шпренгельных систем предлагается изготавливать из клееной древесины. Более сложные конструктивные схемы металлодеревянных шпренгельных конструкций для покрытия пролетов от до метров представлены в работе 6. Здесь приводятся комбинированные системы, образованные из одностоечных и двухстоечных металлодерсвянных шпренгельных прогонов. Приводятся конструкции разработанные ЦНИИЭПсельстроем и ЦНИИлромзданий, Высшей Технической Школой в г. Дрездене ГДР и фирмой ЭНСОГУТЦЕЙТ Финляндия. Металлические шпренгельные системы, методы предварительного натяжения шпренгельных систем, применение шпренгелей в перекрестных
системах и при усилении конструкций представлены в работе А. Л. Калинина . Им также предложены самонапрягающаяся шпренгельиая система и шпренгельная конструкция . Шпренгельиая система состоящаяся из двух двухстоечных шпренгельных балок с клеедеревянными верхними поясами представлена в работе Э. Э. Юст . Разработка конструкции включает проектирование, модельные испытания и экспериментальное строительство. Шпренгельная система также из двух двухстоечных шпренгельных балок предложена в работе М. А. Чантурии и др. Предлагается поставить затяжку между обеими стойками шпренгельных балок, что улучшает работу системы на асимметричное загружение. Блокфермы из шпренгльных конструкций предложены в работе П. А. Дмитриева и др. Приводятся блокфермы состоящие из отдельных одностоечных и двухстоечных шпренгельных балок, а также на основе шпренгельных систем с указанием возможных пролетов и их высот. Металлическая блочношпренгельная система для покрытия круглого в плане здания диаметром метров приводится в работе И. В. Молева и Р. И. Молевой . Блоки представляют собой пространственные фермы, у которых верхние пояса выполняются из швеллеров, соединенных в горизонтальной плоскости прогонами из уголков, а элементы решетки и нижнего пояса приняты круглого сечения. Существующий опыт показывает, что конструктивное решение узлов шпренгельных балок существенно влияет на их несущую способность и трудоемкость изготовления. Рассмотрим некоторые конструктивные решения узлов металлодеревянных шпренгельных балок. Разные варианты решения опорных узлов рис.