2.3.2. Conexiones entre columnas
Finalidad de las uniones: 1) creación de la rigidez longitudinal del marco necesaria para su funcionamiento normal; 2) asegurar la estabilidad de las columnas desde el plano de los marcos transversales; 3) percepción de la carga de viento que actúa sobre paredes finales edificios y efectos de inercia longitudinal de puentes grúa.
Las conexiones se instalan a lo largo de todas las filas longitudinales de columnas del edificio. Esquema conexiones verticales entre las columnas se dan en la figura 2.34. Esquemas (Fig. 2.34, c, d, f) se refieren a edificios sin grúas o con equipos de grúa suspendidos, todos los demás, a edificios equipados con grúas aéreas.
En edificios equipados con puentes grúa, las principales son las conexiones verticales inferiores. Se combinan con dos columnas, vigas de grúa y cimientos (Fig. 2.34 d, f...l) forman discos geométricamente inmutables fijados en dirección longitudinal. La libertad o restricción de deformación de otros elementos del marco unidos a dichos discos depende significativamente del número de bloques rígidos y de su ubicación a lo largo del marco. Si coloca los bloques de conexión en los extremos del compartimento de temperatura (Fig. 2.35, A), luego con el aumento de temperatura y la ausencia de libertad de deformación ( t 0) posible pérdida de estabilidad elementos comprimidos. Por eso es mejor colocar conexiones verticales en el medio del bloque de temperatura (Fig. 2.34, C.A, arroz. 2,35, b), asegurando la libertad de movimientos de temperatura en ambos lados del bloque de conexión (Δ t 0) y excluyendo la aparición de tensiones adicionales en los elementos longitudinales del marco. En este caso, la distancia desde el extremo del edificio (compartimento) hasta el eje de la conexión vertical más cercana y la distancia entre las conexiones en un compartimento debe no exceder los valores indicados en la Tabla. 1.2.
En la parte superior de las columnas, se deben proporcionar conexiones verticales en los extremos de los bloques de temperatura y en las ubicaciones de las conexiones verticales inferiores (ver Fig. 2.34 a,c). La viabilidad de instalar tirantes superiores en los extremos del edificio está determinada, en primer lugar, por la necesidad de crear el camino más corto para la transmisión de cargas de viento. r w hasta el final del edificio a lo largo de elementos de amarre longitudinales o vigas de grúa hasta los cimientos (Fig. 2.36). Esta carga es igual a la reacción de apoyo de una cercha arriostrada horizontal (ver Fig. 2.30) o dos cerchas en tramos múltiples.
Arroz. 2.35. La influencia de la disposición de los bloques adheridos en el desarrollo de deformaciones por temperatura:
a- cuando los bloques de conexión están ubicados en los extremos; b- lo mismo, en el medio del edificio
edificios. Las fuerzas del frenado longitudinal de las grúas se transmiten de forma similar a los cimientos. Fcr(Figura 2.36). La fuerza de frenado longitudinal calculada se toma de dos grúas del mismo tramo o de tramos adyacentes. En edificios largos, estas fuerzas se distribuyen equitativamente entre todas las armaduras verticales entre columnas dentro del bloque de temperatura.
Diagrama estructural Las conexiones dependen del paso de las columnas y de la altura del edificio. Varias opciones Las soluciones de conexiones se muestran en la Fig. 2.34. El más común es el patrón cruzado (Fig. 2.34, Señor.), ya que proporciona la conexión más simple y rígida de las columnas del edificio. El número de paneles en altura se asigna de acuerdo con el ángulo de inclinación recomendado de los tirantes con respecto a la horizontal (α = 35°...55°). Si es necesario utilizar el espacio entre las columnas, lo que a menudo se debe a proceso tecnológico, las conexiones del nivel inferior están diseñadas como de portal (Fig. 2.34 A) o semiportal (ver Fig. 2.34, yo).
Las conexiones verticales entre columnas también se utilizan para asegurar espaciadores en los nodos (Fig. 2.34 e...yo), si se proporcionan para reducir las longitudes estimadas de las columnas a partir de los planos del pórtico.
En columnas que tienen una altura de sección constante. h≤ 600 mm, las conexiones se encuentran en el plano de los ejes de las columnas; en las columnas de comunicación escalonadas de arriba
Arroz. 2.36. Esquemas de transmisión de viento (desde el final del edificio) y cargas longitudinales de grúa:
a, b- edificios con puentes grúa; cd- edificios con puentes grúa
estructura de freno (conexiones verticales superiores) con h≤ 600 mm se instalan a lo largo de los ejes de las columnas, debajo de la viga de la grúa (uniones verticales inferiores) con h> 600 mm - en el plano de cada ala o ramal de columna. Las conexiones entre las columnas se muestran en la Fig. 2.37.
Las conexiones se fijan con pernos de precisión aproximada o normal y, previa alineación de las columnas, se pueden soldar al embalaje. En edificios con puentes grúa de los grupos de modos de funcionamiento 6K...8K, se deben soldar los refuerzos de unión o realizar las conexiones con pernos de alta resistencia.
Al calcular las conexiones, puede utilizar las recomendaciones del párrafo 6.5.1.
Estructuras de acero naves industriales de un piso
La estructura de acero de una nave industrial consta de los mismos elementos que el hormigón armado, sólo que el material de la estructura es acero.
Se aconseja el uso de estructuras de acero cuando:
1. para columnas: con un paso de 12 mo más, una altura de construcción de más de 14,4 m, una disposición de dos niveles de puentes grúa, con una capacidad de elevación de las grúas de 50 toneladas o más, en condiciones de operación pesadas;
2. para estructuras de celosía: en edificios con calefacción con una luz de 30 mo más; en edificios sin calefacción de 24 mo más; encima de tiendas calientes, en edificios con altas cargas dinámicas; en presencia de columnas de acero.
3. para vigas de grúa, faroles, travesaños y postes con entramado de madera
columnas
Las columnas están diseñadas:
· rama única de paredes macizas de sección constante con una altura de construcción de 6 a 9,6 m, luz de 18, 24 m (serie 1.524-4, edición 2),
· dos ramas con una altura de construcción de 10,8-18 m, una luz de 18,24,30,36 m (serie 1.424-4, números 1 y 4),
· tipo separado, utilizado en edificios con gran capacidad de carga y una altura superior a 15 m.
Equipo colgante
Para alturas de edificios de hasta 7,2, no se proporcionan puentes grúa, solo equipos suspendidos con una capacidad de elevación de hasta 3,2 toneladas; en los edificios 8.4-9.6 se pueden utilizar puentes grúa con una capacidad de elevación de hasta 20 toneladas.
Las columnas están diseñadas en dos versiones: con pasajes y sin pasajes. Para columnas sin pasajes, la distancia desde el eje de centrado al eje del riel de la grúa es de 750 mm, para columnas con pasajes - 1000 mm. La parte superior de la columna es una viga en I, la inferior de dos ramas conectadas por una red de ángulos enrollados, que están soldados a las alas de las ramas.
Diseño de columna
La distancia entre columnas se recomienda para edificios sin grúa y con equipos suspendidos en las filas exteriores - 6 m, en el medio - 6, 12 m; con puentes grúa en las filas exterior y media - 12 m. Para unificar las columnas, sus extremos inferiores deben ubicarse a un nivel de 0,6 m. Para proteger contra la corrosión, se cubre la parte subterránea de las columnas junto con la base. con una capa de hormigón.
Parámetros de altura de la columna principal:
H in - la altura de la parte superior,
· H n - altura de la parte inferior, marca de la cabeza del riel de la grúa, altura del ramal h.
En las filas intermedias con diferencia de altura, se puede instalar una fila de columnas en los marcos, pero a lo largo de la línea de diferencia es necesario prever dos ejes de alineación con un inserto entre ellos. La parte superior de dichas columnas se considera igual que la parte superior. columnas extremas, es decir. Tiene una referencia de 250 mm. El segundo eje de alineación está alineado con el borde exterior de la parte superior de las columnas.
Granjas
Las cerchas de cubierta se utilizan en edificios de una o varias naves con hormigón armado o columnas de acero 18,24,30,36 m de largo, se supone que la distancia entre columnas es de 6,12 m, y están compuestos por la propia cercha y los postes de soporte. Se supone que el soporte de la granja sobre columnas o vigas está articulado.
Se fabrican en tres tipos: con correas paralelas, poligonales, triangulares.
Estructuras de armadura:
· Armazones con correas paralelas con una luz de 18 m, las pendientes son del 1,5% sólo en la zona superior, el resto tanto en la zona superior como en la inferior. La altura de la granja sobre el soporte es de 3150 mm (a lo largo de los bordes) y de 3300 mm (la altura total con el soporte), la longitud nominal es 400 mm menor que el tramo. (200 mm de compartimentos exteriores). Las losas de hormigón armado se apoyan directamente sobre el cordón superior de la cercha, se refuerzan con superposiciones en los puntos de apoyo y se sueldan. Cubierto con el Prof. El pavimento utiliza correas de 6 m de largo, que se instalan en el cordón superior y se fijan con pernos, se sueldan correas de celosía de 12 m de largo.
· Granjas de tubos redondos (20% más económico, menos susceptible a la corrosión por ausencia de grietas y senos) serie 1.460-5. están destinados únicamente para uso profesional. piso, la cinta inferior es horizontal, la superior con una pendiente del 1,5%, la altura sobre el soporte es 2900 mm, la altura total es 3300, 3380 mm, la longitud nominal también es 400 mm. Hablando brevemente.
· Granjas con una pendiente de cuerda superior de 1:3,5 ( triangular), diseñado para un solo tramo, sin linterna y sin calefacción. instalaciones de almacenamiento con drenaje exterior serie PK-01-130/66 para revestimiento con correas.
· vigas de viga Diseñado con correas paralelas, la altura de las culatas es de 3130 mm, la altura total es de 3250 mm. Soporte de ayuda La cercha está hecha de una viga en I soldada con una mesa en la parte inferior para soportar las cerchas. Las estructuras de viga con una luz de 12 m se instalan sobre hormigón armado o cerchas de acero. Luz 18,24 m sólo en acero.
· entramado de madera en una estructura de acero se disponen: con paredes de material laminar o paneles, en edificios con una altura superior a 30 m, independientemente de la estructura de las paredes, en edificios con operación de grúa de servicio pesado paredes de ladrillo, en edificios prefabricados, para paredes finales portátiles temporales durante la construcción de un edificio en varias etapas. Una estructura de entramado de madera consta de postes y travesaños. Su número y ubicación están determinados por la inclinación de las columnas, la altura del edificio, el diseño del relleno de las paredes, la naturaleza y magnitud de la carga y la ubicación de las aberturas. Los extremos superiores de los postes de entramado de madera se fijan mediante placas curvadas a las vigas de cubierta o a los tirantes.
Sistema de comunicación:
El sistema de conexiones en el revestimiento consta de conexiones horizontales en el plano de los cordones superior e inferior de las cerchas y verticales entre las cerchas.
El sistema está diseñado para garantizar el funcionamiento espacial e impartir rigidez espacial al marco, absorber cargas horizontales y garantizar la estabilidad durante la instalación; si el edificio consta de varios bloques, cada bloque tiene un sistema independiente.
Si el techo del edificio está hecho de losas de hormigón armado, entonces las conexiones a lo largo del cordón superior consisten en puntales y tirantes, las conexiones horizontales se proporcionan solo en edificios con linternas y están ubicadas en el espacio debajo de las linternas. Las conexiones están aseguradas con pernos.
Conexiones horizontales a lo largo de las cuerdas inferiores.
Las conexiones horizontales a lo largo de los cordones inferiores son de dos tipos:
El primer tipo de cerchas arriostradas transversales se utiliza cuando el paso de las columnas exteriores es de 6 m y está ubicado en los extremos del compartimento de temperatura; cuando la longitud del compartimento es superior a 96 m, se instalan cerchas adicionales con un paso de 42-60 m Además, se utilizan cerchas horizontales longitudinales, que se ubican a lo largo de las columnas exteriores, según sea necesario y en promedio.
Estas conexiones se utilizan en edificios: de uno y dos tramos con grúas de carga. 10 toneladas o más; en edificaciones de tres o más luces con carga general. 30 toneladas o más.
En otros casos, se utilizan conexiones del tipo 2; el segundo tipo se utiliza cuando el paso de las columnas exteriores es de 12 my están ubicados de manera similar al primer tipo.
Las conexiones se fijan con pernos para trabajos de soldadura pesados.
Conexiones verticales
Los tirantes verticales se ubican a lo largo de los vanos, en los lugares de las cerchas horizontales transversales cada 6 m, y se fijan mediante pernos o soldadura, según el esfuerzo.
Cuando se utiliza en recubrimiento prof. para el pavimento se utilizan correas, que se ubican en incrementos de 3 m, en presencia de desniveles se permite 1,5 m. el pavimento se fija a las correas mediante tornillos autorroscantes.
Conexiones verticales entre columnas de acero., proporcionado en cada fila longitudinal de columnas, se dividen en principal y superior.
Los principales aseguran la invariabilidad del marco en la dirección longitudinal y están ubicados a lo largo de la altura de la parte de la grúa de la columna en el centro del edificio o compartimento de temperatura. Se diseñan en forma de cruz, portal o semiportal.
Los tirantes superiores, que garantizan la correcta instalación de las cabeceras de las columnas durante la instalación y la transferencia de fuerzas longitudinales desde las secciones superiores de las paredes de los extremos a los tirantes principales, se colocan dentro de la parte de grúa de la columna a lo largo de los bordes del compartimento de temperatura. . Además, estas uniones se disponen en aquellos paneles donde se ubican las uniones horizontales verticales y transversales entre las cerchas de cobertura. Están diseñados en forma de puntales, cruces, puntales y cerchas.
Los tirantes se fabrican a partir de canales y ángulos, fijados a columnas con pernos negros, en edificios con una gran capacidad de carga para uso pesado, mediante soldadura de instalación, pernos limpios o remaches.
Estructuras de grúa
Pistas suspendidas Suelen estar fabricados a partir de vigas en I laminadas de tipo M con juntas dispuestas fuera de los soportes. Estos caminos están suspendidos de los cinturones inferiores. estructuras portantes utilizando pernos seguidos de soldadura.
Las estructuras de grúa para puentes grúa constan de vigas de grúa, recibir fuerzas verticales y locales de los rodillos de la grúa; vigas o cerchas de freno, grúas que perciben impactos horizontales; conexiones verticales y horizontales, asegurando rigidez e inmutabilidad de las estructuras.
Acero para grúa Dependiendo del diseño estático, las vigas se dividen en divididas y continuas. Se utilizan predominantemente partidos. Son de diseño simple, menos sensibles a los asentamientos de los soportes, fáciles de fabricar e instalar, pero en comparación con los continuos son más grandes y complican las condiciones de operación. pistas de grúa y requieren un mayor consumo de acero.
Según el tipo de sección, las vigas de grúa pueden ser de sección maciza o pasante (de celosía)
Vigas de grúa serie 1.426-1 en forma de viga en I soldada con correas simétricas o no, luces de 6, 12, 24 m, alturas: con una longitud de 6 m - 800, 1300 mm; con una longitud de 12 m - 1100,1600 mm. La altura de la sección de vigas macizas es de 650-2050 mm con una gradación de 200 mm. Las vigas están equipadas costillas rigidez para asegurar la estabilidad de los muros, ubicados cada 1,5 m. Las vigas son medias y extremas (ubicadas en los extremos y en junta de dilatacion, uno de los soportes se retrocede 500 mm). El soporte de las vigas en las consolas de las columnas está articulado: para vigas ordinarias, sobre pernos, para vigas arriostradas, sobre pernos y soldadura de instalación.
Estructuras de freno Son conexiones a lo largo de los cordones superiores de las vigas de la grúa, que se seleccionan en función de la disponibilidad de pasos y la luz de la viga.
A la altura de las vías de paso de las grúas, los tramos con puentes grúa para cargas pesadas están provistos de plataformas para pasajes. Las plataformas deberán tener al menos 0,5 m de ancho con barandillas y escaleras. Donde se ubican las columnas, los pasajes se disponen en los lados o a través de aberturas en las mismas.
Dependiendo de la capacidad de elevación de las grúas y del tipo de ruedas rodantes para pistas de grúa Se utilizan carriles de ferrocarril, carriles de perfil KR o carriles de perfil de bloque. La fijación de carriles a vigas puede ser fija o móvil.
Fijación fija, permitida con modo fácil El funcionamiento de grúas con una capacidad de elevación de hasta 30 toneladas y una capacidad de elevación media de hasta 15 toneladas se garantiza soldando el carril a la viga. En la mayoría de los casos, los carriles están unidos a las vigas de forma móvil, lo que permite enderezar los carriles. En los extremos de las vías de la grúa se instalan amortiguadores para evitar impactos en las paredes de los extremos del edificio.
Utilizado en edificios industriales. marcos mixtos(columnas de hormigón armado y cerchas metálicas) en las condiciones:
· la necesidad de crear grandes luces;
· reducir el peso de los elementos de revestimiento.
Fijación cerchas de acero a columnas de hormigón armado se realiza mediante conexiones atornilladas seguido de soldadura. Para ello se han previsto tornillos de anclaje en la cabecera de la columna. 
Para garantizar la estabilidad espacial de las estructuras metálicas, se utilizan elementos de acero especiales: conexiones verticales entre columnas. Asociación de producción"Remstroymash" ofrece estructuras metálicas. salir adelante por sí mismo para diversas empresas manufactureras y de construcción.
El surtido de la empresa incluye:
- Varillas.
- Vigas.
- Granjas.
- Marcos y otros sistemas de conexión.
El objetivo principal de las conexiones de estructuras metálicas.
Con la ayuda de los pulmones. elementos estructurales Se forman sistemas espaciales que tienen propiedades únicas:
- rigidez a la flexión y torsión lateral;
- Resistencia contra cargas de viento e influencias inerciales.
Cuando se ensamblan, los sistemas de conexión realizan las funciones enumeradas destinadas a aumentar la resistencia contra Influencias externas. Las conexiones de viento de estructuras metálicas dan a las estructuras terminadas una estabilidad adicional de la vela durante la operación. La rigidez espacial y la estabilidad de edificios, columnas, puentes, cerchas, etc. se asegura gracias a conexiones instaladas en planos horizontales en forma de cordones superiores e inferiores.
Al mismo tiempo, se instalan conexiones especiales de estructuras metálicas verticales (diafragmas) en los extremos y en los espacios entre vanos. El sistema de conexiones resultante proporciona la rigidez espacial requerida de la estructura terminada. 
Conexiones transversales de vanos.
a - diseño de los principales puntos de conexión; b - diagrama de enlace cruzado
Tipos de conexiones de estructuras metálicas.
Los productos se diferencian en los métodos de fabricación y montaje:
- Productos soldados.
- Prefabricado (perno, tornillo).
- Remachado.
- Conjunto.
Los materiales utilizados para la fabricación de estructuras metálicas de conexión son ferrosos y acero inoxidable. Gracias al único especificaciones técnicas, los productos de acero inoxidable no requieren tratamiento adicional contra la corrosión. 
Diagramas de conexión vertical:
Al otro lado de; B cruz de dos niveles, C - diagonal inclinada, D - diagonal de varios niveles inclinada
Ejemplos de conexiones
Los enlaces de granjas son para:
– creación (junto con conexiones de columnas) de rigidez espacial general e inmutabilidad geométrica del marco OPC;
– garantizar la estabilidad de los elementos de celosía comprimidos desde el plano de la viga reduciendo su longitud de diseño;
– percepción de cargas horizontales en marcos individuales ( transverso frenado de carros grúa) y su redistribución a todo el sistema de bastidores planos;
– percepción y (junto con las conexiones a lo largo de las columnas) transmisión a los cimientos de algunos longitudinal cargas horizontales sobre las estructuras de la sala de turbinas (cargas de viento que actúan sobre el extremo del edificio y cargas de grúa);
– garantizar la facilidad de instalación de las cerchas.
Las conexiones agrícolas se dividen en:
─horizontal;
─ verticales.
Las conexiones horizontales se ubican en el plano de los cordones superior e inferior de las granjas.
Las conexiones horizontales ubicadas a lo largo del edificio se llaman transverso, y un largo - longitudinal.
Conexiones a lo largo de los cordones superiores de las cerchas.
Conexiones a lo largo de los cordones inferiores de las cerchas.
Conexiones verticales entre granjas
Conexiones horizontales transversales en el plano de los cordones superior e inferior de las cerchas, junto con las conexiones verticales entre las cerchas, se instalan en los extremos del edificio y en su parte media, donde se ubican las conexiones verticales a lo largo de las columnas.
Crean vigas espaciales rígidas en los extremos del edificio y en su parte media.
barras espaciales en los extremos del edificio sirven para absorber la carga del viento que actúa sobre la estructura de madera del extremo y transferirla a las conexiones a lo largo de las columnas, las vigas de la grúa y luego a los cimientos.
De lo contrario se llaman Conexiones eólicas.
2. Los elementos del cordón superior de las cerchas se comprimen y pueden perder estabilidad desde el plano de las cerchas.
Los tirantes transversales a lo largo de las cuerdas superiores de las cerchas, junto con los espaciadores, aseguran que los nodos de las cerchas se muevan en la dirección del eje longitudinal del edificio y aseguran la estabilidad de la cuerda superior desde el plano de las cerchas.
Elementos de amarre longitudinales (espaciadores) reducir la longitud de diseño de la cuerda superior de las cerchas si ellas mismas están aseguradas contra el desplazamiento mediante una viga de amarre espacial rígida.
En revestimientos sin vigas, las nervaduras de los paneles protegen las unidades de celosía contra el desplazamiento. En los revestimientos de vigas, los nudos de las vigas aseguran las propias vigas contra el desplazamiento si están aseguradas en una viga arriostrada horizontal.
Durante la instalación, los cordones superiores de las cerchas se aseguran con espaciadores en tres o más puntos. Esto depende de la flexibilidad de la armadura durante la instalación. Si la flexibilidad de los elementos del cordón superior de la armadura no excede 220 , se colocan espaciadores a lo largo de los bordes y en el medio del tramo. Si 220 , entonces los espaciadores se instalan con más frecuencia.
En un revestimiento sin correas, esta fijación se realiza con la ayuda de espaciadores adicionales, y en revestimientos con correas, los puntales son las propias correas.
También se colocan espaciadores en el cordón inferior para reducir la longitud estimada de los elementos del cordón inferior.
Conexiones horizontales longitudinales a lo largo de las cuerdas inferiores. Las cerchas están diseñadas para redistribuir la carga transversal horizontal de la grúa debido al frenado del carro en el puente de la grúa. Esta carga actúa sobre un marco independiente y, en ausencia de conexiones, provoca importantes movimientos laterales.
Desplazamiento transversal del bastidor por acción de la carga de la grúa:
a) en ausencia de conexiones longitudinales a lo largo de los cordones inferiores de las granjas;
b) en presencia de conexiones longitudinales a lo largo de los cordones inferiores de las cerchas
Las conexiones horizontales longitudinales involucran marcos adyacentes en el trabajo espacial, como resultado de lo cual el desplazamiento transversal del marco se reduce significativamente.
El desplazamiento transversal del marco también depende de la estructura del tejado. Techado de paneles de hormigón armado considerado duro. Un techo hecho de tarima perfilada a lo largo de correas significa que no puede absorber cargas horizontales de manera significativa. Un techo de este tipo no se considera rígido.
Las conexiones longitudinales a lo largo de los cordones inferiores de las cerchas se colocan en los paneles exteriores de las cerchas a lo largo de todo el edificio. En las salas de turbinas de las centrales eléctricas, los tirantes longitudinales se colocan solo en los primeros paneles de los cordones inferiores de las cerchas adyacentes a las columnas de la fila A. En el lado opuesto de las cerchas, los tirantes longitudinales no se instalan, porque La fuerza de frenado lateral de la grúa es absorbida por una plataforma desaireadora rígida.
en los edificios 30 metros Para proteger la cuerda inferior de movimientos longitudinales, se instalan espaciadores en la parte media del tramo. Estos espaciadores reducen la longitud efectiva y, en consecuencia, la flexibilidad del cordón inferior de las cerchas.
Conexiones verticales entre granjas Ubicado entre fincas. Se realizan como independientes. elementos de montaje(cerchas) y se instalan junto con tirantes transversales a lo largo de los cordones superiores e inferiores de las cerchas.
A lo largo del ancho del tramo, las cerchas verticales arriostradas se ubican a lo largo de los nodos de soporte de las cerchas y en el plano de los postes verticales de las cerchas. La distancia entre las conexiones verticales a lo largo de las cerchas desde 6 antes 15 metros.
Las uniones verticales entre las cerchas sirven para eliminar deformaciones por cizallamiento de los elementos de revestimiento en dirección longitudinal.
Dimensiones verticales
H o ≥ H 1 + H 2 ;
norte 2 ≥ norte k + f + d;
d = 100 mm;
Altura de columna completa
Dimensiones de la linterna:
· H f = 3150 mm.
Dimensiones horizontales
< 30 м, то назначаем привязку а = 250 мм.
< h в = 450 мм.
donde B 1 = 300 mm según adj. 1
· 
< h н = 1000 мм.
-
- conexiones de linterna;
- conexiones de entramado de madera.
3. 
Recogida de cargas en el marco.
3.1.1.
Cargas sobre la viga de la grúa.
Viga de grúa de 12 m de luz para dos grúas con capacidad de elevación Q = 32/5 toneladas El modo de funcionamiento de las grúas es 5K. La luz del edificio es de 30 m Material de la viga C255: R y = 250 MPa = 24 kN/cm 2 (con espesor t≤ 20 mm); R s = 14 kN/cm 2.
Para una grúa Q = 32/5 t modo de funcionamiento medio según adj. 1 mayor fuerza vertical sobre la rueda F k n = 280 kN; peso del carro G T = 85 kN; tipo de riel de grúa - KR-70.
Para grúas de carga media, la fuerza horizontal transversal sobre la rueda, para grúas con suspensión de grúa flexible:
T n = 0,05*(Q + G T)/n o = 0,05(314+ 85)/2= 9,97 kN,
donde Q es la capacidad de carga nominal de la grúa, kN; G t – peso del carro, kN; n o – número de ruedas en un lado de la grúa.
Valores calculados de fuerzas sobre la rueda de la grúa:
F k = γ f * k 1* F k n =1,1*1*280= 308 kN;
T k = γ f *k 2 *T n = 1,1*1*9,97 = 10,97 kN,
donde γ f = 1,1 - coeficiente de confiabilidad para la carga de la grúa;
k 1 , k 2 =1 - coeficientes dinámicos, teniendo en cuenta la naturaleza de choque de la carga cuando la grúa se mueve a lo largo de vías irregulares y en las juntas de los rieles, tabla. 15.1.
Mesa
| Número de carga | Cargas y combinaciones de fuerzas. | Ψ2 | Secciones de rack | ||||||||||||||||||||||
| 1 - 1 | 2 - 2 | 3 - 3 | 4 - 4 | ||||||||||||||||||||||
| METRO | norte | q | METRO | norte | METRO | norte | METRO | norte | q | ||||||||||||||||
| Constante | -64,2 | -53,5 | -1,4 | -56,55 | -177 | -6 | -177 | +28,9 | -368 | -1,4 | |||||||||||||||
| Nieve | -67,7 | -129,9 | -3,7 | -48,4 | -129,6 | -16 | -129,6 | +41,5 | -129,6 | -3,7 | |||||||||||||||
| 0,9 | -60,9 | -116,6 | -3,3 | -43,6 | -116,6 | -14,4 | -116,6 | +37,4 | -116,6 | -3,3 | |||||||||||||||
| Dmáx. | al pilar izquierdo | +29,5 | -34,1 | +208,8 | -464,2 | -897 | +75,2 | -897 | -33,4 | ||||||||||||||||
| 0,9 | +26,5 | -30,7 | +188 | -417,8 | -807,3 | +67,7 | -807,3 | -30,1 | |||||||||||||||||
| 3 * | al pilar derecho | -99,8 | -31,2 | +63,8 | -100,4 | -219 | +253,8 | -219 | -21,9 | ||||||||||||||||
| 0,9 | -90 | -28,1 | +57,4 | -90,4 | -197,1 | +228,4 | -197,1 | -19,7 | |||||||||||||||||
| t | al pilar izquierdo | ±8,7 | ±16,2 | ±76,4 | ±76,4 | ±186 | ±16,2 | ||||||||||||||||||
| 0,9 | ±7,8 | ±14,6 | ±68,8 | ±68,8 | ±167,4 | ±14,6 | |||||||||||||||||||
| 4 * | al pilar derecho | ±60,5 | ±9,2 | ±12 | ±12 | ±133,3 | ±9 | ||||||||||||||||||
| 0,9 | ±54,5 | ±8,3 | ±10,8 | ±10,8 | ±120 | ±8,1 | |||||||||||||||||||
| Viento | izquierda | ±94,2 | +5,8 | +43,5 | +43,5 | -344 | +35,1 | ||||||||||||||||||
| 0,9 | ±84,8 | +5,2 | +39,1 | +39,1 | -309,6 | +31,6 | |||||||||||||||||||
| 5 * | a la derecha | -102,5 | -5,5 | -39 | -39 | +328 | -34,8 | ||||||||||||||||||
| 0,9 | -92,2 | -5 | -35,1 | -35,1 | +295,2 | -31,3 | |||||||||||||||||||
| +M máx N resp. | Ψ2 = 1 | No. de cargas | - | 1,3,4 | - | 1, 5 * | |||||||||||||||||||
 esfuerzos | - | - | - | +229 | -177 | - | - | +787 | -1760 | ||||||||||||||||
| Ψ2 = 0,9 | No. de cargas | - | 1, 3, 4, 5 | - | 1, 2, 3 * , 4, 5 * | ||||||||||||||||||||
| esfuerzos | - | - | - | +239 | -177 | - | - | +757 | -682 | ||||||||||||||||
| -M ma N resp. | Ψ2 = 1 | No. de cargas | 1, 2 | 1, 2 | 1, 3, 4 | 1, 5 | |||||||||||||||||||
| esfuerzos | -131,9 | -183,1 | -105 | -306,6 | -547 | -1074 | -315 | -368 | |||||||||||||||||
| Ψ2 = 0,9 | No. de cargas | 1, 2, 3 * , 4, 5 * | 1, 2, 5 * | 1, 2, 3, 4, 5 * | 1, 3, 4 (-), 5 | ||||||||||||||||||||
| esfuerzos | -315,1 | -170,1 | -52,3 | -135 | -294 | -542 | -1101 | -380 | -1175 | ||||||||||||||||
| N ma +M resp. | Ψ2 = 1 | No. de cargas | - | - | - | 1, 3, 4 | |||||||||||||||||||
| esfuerzos | - | - | - | - | - | - | - | +264 | -1265 | ||||||||||||||||
| Ψ2 = 0,9 | No. de cargas | - | - | - | 1, 2, 3, 4, 5 * | ||||||||||||||||||||
| esfuerzos | - | - | - | - | - | - | - | +597 | -1292 | ||||||||||||||||
| N mi -M resp. | Ψ2 = 1 | No. de cargas | 1, 2 | 1, 2 | 1, 3, 4 | - | |||||||||||||||||||
| esfuerzos | -131,9 | -183,1 | -105 | -306,6 | -547 | -1074 | - | - | |||||||||||||||||
| Ψ2 = 0,9 | No. de cargas | 1, 2, 3 * , 4, 5 * | 1, 2, 5 * | 1, 2, 3, 4, 5 * | - | ||||||||||||||||||||
| esfuerzos | -315,1 | -170,1 | -52,3 | -135 | -294 | -472 | -1101 | - | - | ||||||||||||||||
| N mi -M resp. | Ψ2 = 1 | No. de cargas | 1, 5 * | ||||||||||||||||||||||
| esfuerzos | +324 | -368 | |||||||||||||||||||||||
| N mi +M resp. | Ψ2 = 0,9 | No. de cargas | 1, 5 | ||||||||||||||||||||||
| esfuerzos | -315 | -368 | |||||||||||||||||||||||
| qma | Ψ2 = 0,9 | No. de cargas | 1, 2, 3, 4, 5 * | ||||||||||||||||||||||
| esfuerzos | -89 | ||||||||||||||||||||||||
3.4. Cálculo de una columna escalonada. edificio industrial.
3.4.1. Datos iniciales:
La conexión entre el travesaño y la columna es rígida;
Las fuerzas calculadas se indican en la tabla,
Para la parte superior de la columna
en la sección 1-1 N = 170 kN, M = -315 kNm, Q = 52 kN;
en el apartado 2-2: M = -147 kNm.
Para la parte inferior de la columna
N 1 = 1101 kN, M 1 = -542 kNm (el momento flector agrega carga adicional a la rama de la grúa);
N 2 = 1292 kN, M 2 = +597 kNm (el momento flector agrega carga adicional a la rama exterior);
Q máx = 89 kN.
Relación de rigideces de las partes superior e inferior de la columna I en /I n = 1/5;
material de la columna: acero grado C235, hormigón de cimentación clase B10;
coeficiente de confiabilidad de carga γ n =0,95.
Base de la rama exterior.
Área de losa requerida:
A pl.tr = N b2 / R f = 1205/0,54 = 2232 cm 2;
R f = γR b ≈ 1,2*0,45 = 0,54 kN/cm 2 ; R b = 0,45 kN/cm 2 (hormigón B7,5) tabla. 8.4..
Por motivos estructurales, el voladizo de la losa de 2 debe ser de al menos 4 cm.
Entonces B ≥ b k + 2c 2 = 45 + 2*4 = 53 cm, toma B = 55 cm;
Ltr = A pl.tr /B = 2232/55 = 40,6 cm, tome L = 45 cm;
Un pl. = 45*55 = 2475 cm 2 > A pl.tr = 2232 cm 2.
Esfuerzo medio en hormigón bajo losa:
σ f = N in2 /A pl. = 1205/2475 = 0,49 kN/cm2.
A partir de la condición de disposición simétrica de los travesaños con respecto al centro de gravedad de la rama, la distancia entre los travesaños en el claro es igual a:
2(b f + t w – z o) = 2*(15 + 1,4 – 4,2) = 24,4 cm; con un espesor transversal de 12 mm con 1 = (45 – 24,4 – 2*1,2)/2 = 9,1 cm.
· Determinamos momentos flectores en secciones individuales de la losa:
trama 1(saliente voladizo c = c 1 = 9,1 cm):
M1 = σfs1 2/2 = 0,49 * 9,1 2/2 = 20 kNcm;
área 2(saliente voladizo c = c 2 = 5 cm):
M2 = 0,82*52/2 = 10,3 kNcm;
seccion 3(losa apoyada en los cuatro lados): b/a = 52,3/18 = 2,9 > 2, α = 0,125):
M 3 = ασ f a 2 = 0,125*0,49*15 2 = 13,8 kNcm;
Sección 4(losa apoyada en cuatro lados):
M 4 = ασ f a 2 = 0,125*0,82*8,9 2 = 8,12 kNcm.
Para el cálculo aceptamos M max = M 1 = 20 kNcm.
· Espesor de losa requerido:
t pl = √6M máx γ n /R y = √6*20*0,95/20,5 = 2,4 cm,
donde R y = 205 MPa = 20,5 kN/cm 2 para acero Vst3kp2 con un espesor de 21 - 40 mm.
Tomamos tpl = 26 mm (2 mm es un margen para fresar).
La altura del travesaño se determina a partir de la condición de colocación de la costura para unir el travesaño a la rama de la columna. Como margen de seguridad, transferimos toda la fuerza del ramal a las traviesas mediante cuatro soldaduras en ángulo. Soldadura semiautomática con hilo Sv – 08G2S, d = 2 mm, k f = 8 mm. La longitud de costura requerida se determina:
l w .tr = N in2 γ n /4k f (βR w γ w) min γ = 1205*0,95/4*0,8*17 = 21 cm;
l w< 85β f k f = 85*0,9*0,8 = 61 см.
Tomamos htr = 30cm.
La comprobación de la resistencia del travesaño se realiza de la misma forma que para una columna comprimida centralmente.
Cálculo de pernos de anclaje para fijación del brazo de la grúa (N min =368 kN; M=324 kNm).
Fuerza en pernos de anclaje: F a = (M- N y 2) / h o = (32400-368 * 56) / 145,8 = 81 kN.
Área de sección transversal requerida de pernos de acero Vst3kp2: R va = 18,5 kN/cm 2 ;
A v.tr = F a γ n / R va =81*0,95/18,5=4,2 cm 2 ;
Tomamos 2 tornillos d = 20 mm, A v.a = 2 * 3,14 = 6,28 cm 2. La fuerza en los pernos de anclaje de la rama exterior es menor. Por motivos de diseño, aceptamos los mismos tornillos.
3.5. Cálculo y diseño de una armadura de celosía.
Datos iniciales.
El material de los tirantes es acero grado C245 R = 240 MPa = 24 kN/cm 2 (t ≤ 20 mm), el material de los refuerzos es C255 R = 240 MPa = 24 kN/cm 2 (t ≤ 20 mm) ;
Los elementos de celosía están hechos de esquinas.
Carga por el peso del revestimiento (excluido el peso de la linterna):
g cr ’ = g cr – γ g g fondo ′ = 1,76 – 1,05*10 = 1,6 kN/m 2 .
El peso de la linterna, a diferencia del cálculo del marco, se tiene en cuenta en los lugares donde la linterna realmente descansa sobre la armadura.
La masa del marco de la linterna por unidad de área de la proyección horizontal de la linterna g fondo ’ = 0,1 kN/m 2 .
La masa de la pared lateral y del acristalamiento por unidad de longitud de la pared g b.st = 2 kN/m;
d-altura calculada, se toma la distancia entre los ejes de los cinturones (2250-180=2,07m)
Fuerzas nodales(a):
F 1 = F 2 = g cr 'Bd = 1,6*6*2= 19,2 kN;
F 3 = g cr ' Bd + (g fondo ' 0,5d + g b.st) B = 1,6*6*2 + (0,1*0,5*2 + 2)*6 = 21,3 kN;
F 4 = g cr ' B(0.5d + d) + g fondo ' B(0.5d + d) = 1.6*6*(0.5*2 + 2) + 0.1*6*( 0.5*2 + 2) = 30.6 kN.
Reacciones de apoyo: . F Ag = F 1 + F 2 + F 3 + F 4 /2 = 19,2 + 19,2 + 21,3 + 30,6/2 = 75 kN.
S = S g m = 1,8 m.
Fuerzas nodales:
1ª opción de carga de nieve (b)
F1s = F2s =1,8*6*2*1,13=24,4 kN;
F3s = 1,8*6*2*(0,8+1,13)/2=20,8 kN;
F4s = 1,8*6*(2*0,5+2)*0,8=25,9 kN.
Reacciones de apoyo: . F As = F 1s + F 2s +F 3s +F 4s /2=2*24,2+20,8+25,9/2=82,5 kN.
2da opción de carga de nieve (c)
F 1 s ’ = 1,8*6*2=21,6 kN;
F2s’ = 1,8*6*2*1,7=36,7 kN;
F3s’ = 1,8*6*2/2*1,7=18,4 kN;
Reacciones de apoyo: . F′ As = F 1 s ’ + F 2 s ’ + F 3 s ’ =21,6+36,7+18,4=76,7 kN.
Carga de momentos del marco (ver tabla) (d).
Primera combinación
(combinación 1, 2, 3*,4, 5*): M 1 máx = -315 kNm; combinación (1, 2, 3, 4*, 5):
M 2 correspondiente = -238 kNm.
Segunda combinación (excluyendo carga de nieve):
M1 = -315-(-60,9) = -254 kNm; M 2 correspondiente = -238-(-60,9) = -177 kNm.
Cálculo de costuras.
| Varilla no. | Sección | [N], kN | Costura a lo largo del dobladillo | Costura de plumas | ||||
| N rev, kN | kf, cm | largo, cm | norte p, kN | kf, cm | largo, cm | |||
| 1-2 2-3 3-4 4-5 5-6 | 125x80x8 50x5 50x5 50x5 50x5 | 282 198 56 129 56 | 0,75N = 211 0,7N = 139 39 90 39 | 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 | 11 8 3 6 9 | 0,25N = 71 0,3N = 60 17 39 17 | 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 | 6 6 3 4 3 |
LISTA DE REFERENCIAS UTILIZADAS.
1. Estructuras metálicas. editado por Yu.I. Kudishina Moscú, ed. C. "Academia", 2008
2. Estructuras metálicas. Libro de texto para universidades / Ed. E. I. Belenya. – 6ª ed. Moscú: Stroyizdat, 1986. 560 p.
3. Ejemplos de cálculo estructuras metalicas. Editado por A.P. Mandrikov. – 2ª ed. Moscú: Stroyizdat, 1991. 431 p.
4. SNIP II-23-81 * (1990). Estructuras de acero. – M.; CITP del Comité Estatal de Construcción de la URSS, 1991. – 94 p.
5. SNIP 2.01.07-85. Cargas e impactos. – M.; CITP del Comité Estatal de Construcción de la URSS, 1989. – 36 p.
6. SNIP 2.01.07-85 *. Adiciones, Sección 10. Deflexiones y desplazamientos. – M.; CITP del Comité Estatal de Construcción de la URSS, 1989. – 7 p.
7. Estructuras metálicas. Libro de texto para universidades/Ed. V. K. Faibishenko. – M.: Stroyizdat, 1984. 336 p.
8. GOST 24379.0 – 80. Pernos de cimentación.
9. Pautas en el curso de proyectos “Estructuras metálicas” de Morozov 2007.
10. Diseño de estructuras metálicas de naves industriales. Ed. AI. Aktuganov 2005
Dimensiones verticales
Comenzamos a diseñar la estructura de un edificio industrial de un piso con la selección de un diagrama estructural y su distribución. Altura del edificio desde el nivel del suelo hasta la parte inferior de la armadura de construcción H aproximadamente:
H o ≥ H 1 + H 2 ;
donde H 1 es la distancia desde el nivel del suelo hasta la cabecera del riel de la grúa especificada por H 1 = 16 m;
H 2 – distancia desde la cabeza del riel de la grúa hasta la parte inferior de las estructuras del edificio del revestimiento, calculada mediante la fórmula:
norte 2 ≥ norte k + f + d;
donde N k – altura grúa aérea; Nk = 2750 mm ajustado. 1
f – tamaño que tiene en cuenta la deflexión de la estructura del revestimiento en función del claro, f = 300 mm;
d - espacio entre el punto superior del carro de la grúa y Estructura de construcción,
d = 100 mm;
H 2 = 2750 +300 +100 = 3150 mm, aceptado – 3200 mm (ya que H 2 se toma como múltiplo de 200 mm)
H o ≥ H 1 + H 2 = 16000 + 3200 = 19200 mm, aceptado – 19200 mm (ya que H 2 se toma como múltiplo de 600 mm)
Altura de la parte superior de la columna:
· Н в = (h b + h р) + Н 2 = 1500 + 120 + 3200 = 4820 mm., el tamaño final se determinará después de calcular la viga de la grúa.
La altura de la parte inferior de la columna, cuando la base de la columna está enterrada a 1000 mm por debajo del suelo.
· N n = H o - N pulg + 1000 = 19200 - 4820 + 1000 = 15380 mm.
Altura de columna completa
· H = N pulg + N n = 4820+ 15380 = 20200 mm.
Dimensiones de la linterna:
Aceptamos un farol de 12 m de ancho con acristalamiento en una grada con una altura de 1250 mm, una altura lateral de 800 mm y una altura de cornisa de 450 mm.
N fnl. = 1750 +800 +450 =3000 mm.
· H f = 3150 mm.
El diagrama estructural del marco del edificio se muestra en la figura:
Dimensiones horizontales
Dado que la distancia entre columnas es de 12 m, la capacidad de carga es de 32/5 t, la altura del edificio< 30 м, то назначаем привязку а = 250 мм.
· h pulg = a + 200 = 250 + 200 = 450 mm
h en mín = N en /12 = 4820/12 = 402 mm< h в = 450 мм.
Determinemos el valor de l 1:
· l 1 ≥ B 1 + (h b - a) + 75 = 300 + (450-250) + 75 = 575 mm.
donde B 1 = 300 mm según adj. 1
Tomamos l 1 = 750 mm (múltiplo de 250 mm).
Ancho de sección de la parte inferior de la columna:
· h norte = l 1 +a = 750 + 250 = 1000 mm.
· h n mín = N n /20 = 15380/20 = 769 mm< h н = 1000 мм.
La sección transversal de la parte superior de la columna se designa como viga en I de paredes macizas y la parte inferior como viga maciza.
Conexiones marco de acero edificio industrial
La rigidez espacial del marco y la estabilidad del marco y sus elementos individuales se garantizan mediante la instalación de un sistema de conexiones:
Conexiones entre columnas (por debajo y por encima de la viga de la grúa), necesarias para garantizar la estabilidad de las columnas desde los planos del marco, la percepción y transmisión de las cargas que actúan a lo largo del edificio (viento, temperatura) hasta los cimientos y la fijación de las columnas durante la instalación;
- conexiones entre cerchas: a) conexiones transversales horizontales a lo largo de los cordones inferiores de las cerchas, tomando la carga del viento que actúa sobre el extremo del edificio; b) conexiones longitudinales horizontales a lo largo de los cordones inferiores de las cerchas; c) conexiones transversales horizontales a lo largo de los cordones superiores de las cerchas; d) conexiones verticales entre fincas;
- conexiones de linterna;
- conexiones de entramado de madera.
3. Parte de cálculo y diseño.
Recogida de cargas en el marco.
3.1.1. Esquema de diseño del marco transversal.
Los ejes geométricos de las columnas escalonadas se consideran líneas que pasan por los centros de gravedad de las partes superior e inferior de la columna. La discrepancia entre los centros de gravedad da la excentricidad “e 0”, que calculamos:
e 0 =0.5*(h n - h pulg)=0.5*(1000-450)=0.275m
