A rácsos ( fr. ferme ← lat. firmus „erős”) olyan szerkezeti mechanikai rúdrendszer , amely geometriailag változatlan marad, miután merev kötéseit csuklósra cserélték . A gazdaság elemeiben a rudak eltolódása és a csomóponton kívüli terhelés hiányában csak feszítő-nyomó erők keletkeznek. A rácsostartókat a csomópontokon összekötött egyenes rudakból alakítják ki [1] egy geometriailag változatlan rendszerré, amelyre csak a csomópontokon fejtik ki a terhelést [2] .
A fenntartásokkal ellátott rácsos rácsos gerendákat tartalmazzák , amelyek egy két- vagy háromnyílású folytonos gerenda és a rugós vontatás kombinációja; acél- és faszerkezetekre jellemzőek, folyamatos hengerelt profilból készült felső húrral (fűrészáru vagy ragasztott deszka csomagok ). Kis fesztávú vasbeton rácsok is lehetnek.
A "farm" szó a fr. ferme , ami viszont visszamegy lat. firmus ( erős ).
Az angol megfelelője ( angol truss ) a régi francia fr szóból származik . nadrág , i.sz. 1200 körül. e. , ami "összerakott dolgokat" jelent [3] [4] . A rácsos (rácsos) kifejezést gyakran használják az elemek bármilyen összeállítására - például pszeudo -keretek [5] [6] vagy szarufák [7] [8] , gyakran mérnöki értelmet jelent: "lapos keret a különálló szerkezeti elemek végeit háromszögekké kötik össze, hogy nagy távolságot lefedjenek " [9] .
A rácsostartókat széles körben alkalmazzák a modern építőiparban, főként nagy fesztávok lefedésére a felhasznált anyagfelhasználás csökkentése és a szerkezetek könnyítése érdekében, például nagy fesztávú szerkezetek építésénél, mint például hidak , ipari épületek rácsos rendszerei, sportlétesítmények , pl. valamint kis könnyűszerkezetes épületek és dekoratív szerkezetek építésében : pavilonok , színpadi építmények , napellenzők és pódiumok ;
Repülőgép törzse, hajó törzse , autó hordozóteste (kivéve az egyszerű gerendaként működő nyitott felépítményeket ), busz vagy dízelmozdony, kocsiváz sprengellel - szemszögből Az anyagok szilárdságától függően rácsos (még ha nincs is vázuk mint olyan - a rácsos szerkezet ebben az esetben a burkolatot megerősítő lyukasztásokat és megerősítéseket képez), illetve szilárdsági számításaik során a megfelelő módszereket alkalmazzák [10] .
Az amerikai építész , Itiel Town a rácsos rácsot a nehéz fahidak alternatívájaként tervezte . Az 1820-ban és 1835-ben szabadalmaztatott kialakítása könnyen kezelhető, átlósan elhelyezett deszkákat használ, amelyek között rövid rések vannak, rácsot alkotva.
Pratt rácsos szerkezetét 1844-ben szabadalmaztatta két bostoni vasútmérnök, Caleb Pratt és fia, Thomas Willis Pratt [11] . A kialakításban a függőleges elemek tömörítésben, az átlós elemek feszítésben dolgoznak. A Pratt rácsos kialakítás továbbra is népszerű maradt a fáról a vasra, illetve a vasról az acélra való áttérés után. Állandó magasságú lapos rácsos rácsok esetén a Pratt konfiguráció a leghatékonyabb statikus függőleges terhelés mellett.
D. I. Zsuravszkij 1844-ben kezdte el tanulmányozni a Gau rendszerű rácsos rácsos hidak tulajdonságait P. P. Melnikov megbízásából [12] , majd 1856-ban kidolgozta elméletét az átlós rácsos rácsok számítására, és elsőként mutatott rá a nyírás létezésére. hajlítási feszültségek.
F. S. Yasinsky 1893-ban kidolgozott egy módszert az acél hídszerkezetek összenyomott elemeinek kiszámítására, és térbeli hajtogatott szerkezeteket dolgozott ki a szentpétervári vasúti műhelyek padlóihoz.
A 350-400 tonnát meghaladó hevedereknél a kettős falú szakaszokkal rendelkező nehéz rácsostartókat ( egy csomóban két horony) alkalmazzák . ezek általában a következők: nagy fesztávú hídtartók, hangárdaruk és egyéb nagyméretű építmények, repülőgép-összeszerelő műhelyek, hajóépítő ólak felső darukkal . Ezek a szerkezetek dinamikus terhelést érzékelnek, ezért csuklójukat szegecsekre vagy nagy szilárdságú csavarokra tervezték.
Munka az űrbenEgy lapos rácsos rács, amelynek rúdjai egy síkban fekszenek, csak egy síkban érzékeli a terhelést - függőlegesen a térbeli rácsos "térgerenda"-t képez, és bármilyen irányú terhelést észlel. A térrács lapos rácsos felületekből áll, amelyeket merevítők segítségével rögzítenek más épületvázelemekhez .
A gazdaság típusa és a rácsos szerkezetek a következőkre oszthatók:
A cél szerint a gazdaságok fel vannak osztva [14] :
és egyéb szerkezetek.
A kivitelezés anyaga szerint a gazdaságok a következőkre oszlanak:
Néha különböző anyagokat kombinálnak minden tulajdonságuk legracionálisabb felhasználása érdekében.
A rácsostartók lehetnek két- és háromövesek, ritka esetekben előnyeik a kétöveshez képest: nagy ellenállásuk van a vízszintes síkban történő hajlítással és csavarással szemben , ami szükségtelenné teszi további csatlakozások felszerelését, és növeli az összenyomott kontúr stabilitását. a rácsos.
A rácsok külső kontúrjának körvonalának természetétől függően (a hevederek típusától) a rácsok bizonyos hossz- és magasságméretekkel, valamint lejtéssel rendelkeznek [15] :
Öv típus | A rácsok fesztávja (hossza), L, m |
Rácsos magasság, H, m |
A mezőgazdasági övezet lejtése, i, % |
Rendszer |
---|---|---|---|---|
Sparushnye | 36 | 1/10…1/12 L | — | |
Párhuzamos | 24-120 | 1/8…1/12 L | akár 1,5% | A farm négyszögletes, párhuzamos övekkel. A rácsos négyszögletű, párhuzamos hevederekkel és ferde. A farm négyszögletes, nem párhuzamos övekkel. |
hal | 48-100 | 1/7…1/8 L | — | |
Sokszögű (sokszögű) | 36-96 | 1/7…1/8 L | — | A gazdaság sokszögű (sokszögű). |
Parabolikus (szegmentális) | 36-96 | 1/7…1/8 L | — | |
Trapéz alakú | 24-48 | 1/6…1/8 L | 8,0…10,0% | A farm ötszögletű (trapéz alakú). |
háromszög alakú | 18-36 | 1/4…1/6 L | 2,5…3,0% | A rácsos háromszög alakú, alsó szíjszakadt. A farm háromszög alakú, alsó öv megszakadt (2. lehetőség). A rácsos háromszög alakú, egyenes alsó övvel, aszimmetrikus. A rácsos háromszög alakú, egyenes alsó húrral. |
Általában spárga és hal típusú gazdaságokat használnak középületekben, párhuzamos szalagokkal - ipari [15] .
A rácsok optimális magasságát a minimális tömeg és a maximális merevség feltételeinek megfelelően a rácsos magasság és a fesztáv arányával kapjuk meg - {{{1}}} , de ezzel az arányszámmal a rácsos rácsok felszerelése kényelmetlen. és a szállítás, és túlbecsülik az épületek térfogatát [15] .
Rács típusaRácsos rács típusa [15] :
Rács típusú | Leírás | Rendszer |
---|---|---|
kereszt | A keresztrács csak feszítésben működik, ezért előjel-változó terhelésen működő rácsostartókban alkalmazzák. | |
Átlós | Alacsony gazdaságokban használatos | A rácsos rács átlós, emelkedő merevítőkkel.
|
Félátlós | — | |
Rombikus | A rombuszrács a háromszögrács egy fajtája. | |
háromszög alakú | — | A farm rácsja háromszög alakú. A rácsos rács háromszög alakú, támasztékokkal. A rácsos rács háromszög alakú, oszlopokkal és függőkkel. |
Sprengelnaya | — | A rácsrács átlós, emelkedő merevítőkkel és rácsos rácsokkal. A rácsrács átlós, leszálló merevítőkkel és rácsos rácsokkal. A farm rácsja háromszög alakú, spengelekkel. |
A merevítők és a rácsos hevederek racionális szöge 45°.
Átlós rácsos rácsot használnak a közbenső födémekben, hogy kihasználható padlót alakítsanak ki a rácsos térben vagy egy műszaki padlóban; hátránya az acél megnövekedett fogyasztása a hevederek és állványok jelentős hajlítónyomatéka miatt [15] .
Támogatás típusaA rácsostartóknak, akárcsak a gerendáknak , különböző tartószerkezetei (támasztótípusai) lehetnek. A rácsok számítási sémája lehet statikusan meghatározott vagy határozatlan , amely meghatározza a rácsos tartócsomópontok kialakítását: csuklós vagy merev támaszték.
A támaszték típusa szerint a rácsok a következőkre oszthatók:
A rácsos rácsos rácsos rácsos rácsos rácsos, oszlop vagy fal.
A támogató reakciók irányába:
Acélszerkezetek csoportjai acélminőségek kiválasztásához:
Az első csoportban a C255-nél nem alacsonyabb minőségű acél, mások számára a C245 osztályú acél elfogadható.
SzakasztípusA keresztmetszetek típusától függően az acél rácsos tartókat hengerelt profilokból tervezik:
Szerkezetileg minden farm elemekből áll: öv, fogasléc, merevítő , sprengel (támasztó merevítő).
A rácsos öv hosszirányú terheléseket érzékel, a rács - keresztirányú; a rácsos tartóelemként szolgál, amely csökkenti a támasztó merevítő vagy a rácsos támasztékok és merevítők becsült hosszát.
A fából készült farmok a következők:
A függesztett rácsok lábait középen a fejtartón nyugvó támasztékok támasztják alá, amely a rács tetejére van akasztva, és egyben függőgallérral tartja fenn a szorítást . A fejtartó akasztórendszer a racionális fatartók legrégebbi formája; nagy fesztávok esetén a támasztékok és a lábak metszéspontjain további fejtartók vannak felfüggesztve.
A rácsos elemek szakaszának típusa [16] :
Nyitott típusú profilok (sarok, csatorna, I-gerenda stb. ) alkalmazása esetén a rácsok végein megerősített peremek [17] vagy speciális vastagítások - gömbök [16] vannak kialakítva .
ÖvekA tartók rögzítéséhez a tartószerkezetek felső övére egy csavarnyílásokkal ellátott sarok van felszerelve.
A vasbeton födémek alátámasztásakor a rácsos felső húrt t, mm vastagságú lemezekkel erősítik meg:
Nagy fesztávhoz (több mint 12 m) és szükség esetén a húrok metszetének megváltoztatásához hézagokat terveznek. Az övszakításokat általában a csomókon túl hajtják végre, hogy megkönnyítsék az ékbetét munkáját, az öveket sarkokból vagy lemezekből álló rátétekkel borítják. Kis erőfeszítéssel lehetséges az övek csomópontban való összekapcsolása. A felfekvő húrokat legfeljebb 1,5%-kal tolják el magasságban, hogy elkerüljék a hajlítónyomaték fellépését, amelyet a számítások során figyelembe vesznek.
Csatlakozó tömítésekA nyitott típusú, párokban nagy hosszúságú profilok egymástól elkülönülve működhetnek (összenyomva különböző irányokba hajlhatnak), ezért nagyobb stabilitásuk érdekében, amikor együtt dolgoznak, tömítéseket - repesztőket szerelnek fel.
Ha a rácsostartók páros elemeinek (szíjak, fogaslécek és merevítők) hossza meghaladja a 40 r -t összenyomva és 80 r -t feszítésben, ahol r a profilszakasz tetszőleges minimális forgási sugara , akkor az ilyen elemeket egymás mentén össze kell kötni további távtartók - krutonok. A 90 mm - nél nagyobb profilszélességű kekszet nem tömören szerelik fel, hanem két keskeny csíkra szakítják az acél megtakarítása érdekében [18] .
szegélyekA rácsos elemek egymáshoz illeszthetők végponttól végig vagy összekötő lemezen keresztül .
A rácsok vastagsága a rácsos elemekben fellépő erőktől függ, és minden elemnél azonosnak tételezzük fel, azonban a nagy fesztávú rácsos rácsok esetében a tartóbetétek vastagsága 2 mm-rel nagyobb lehet, és acélra veszik. C38 / 23 a táblázat szerint: [19]
Becsült erő, t | 15-ig | 16-25 | 26-40 | 41-60 | 61-100 | 101-140 | 141-180 | 181-220 | 221-260 | 261-300 | 300-380 | 500-ig |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Bordás vastagság, mm | 6 | nyolc | tíz | 12 | tizennégy | 16 | tizennyolc | húsz | 22 | 25 | 28 | 32 |
A C238 / 23-tól eltérő acélok esetében megengedett a hornyok vastagságának csökkentése 2100 / R-rel egyenlő szorzattal, ahol R az acél tervezési ellenállása.
Ha több rudat önkényesen rögzítenek a zsanérokra , akkor véletlenszerűen egymás körül forognak, és egy ilyen szerkezet, ahogy a szerkezeti mechanikában mondják, „cserélhető”, vagyis ha megnyomja, akkor összecsukódik, mint a falak. egy gyufásdoboz hajtás. Ha a rudakból egy közönséges háromszöget készítesz, akkor a szerkezet csak akkor alakul ki, ha az egyik rúd eltörik, vagy leszakad a többiről, egy ilyen szerkezet már „változhatatlan”.
A rácsos kialakítás ezeket a háromszögeket tartalmazza. Mind a toronydaru gém, mind a komplex támasztékok mindegyike kis és nagy háromszögekből áll. Mivel minden rúd jobban működik nyomó-feszítésben, mint törésben, a terhelés a rudak találkozási pontjain hat a rácsra.
Valójában a rácsos rudak általában nem csuklópántokon keresztül, hanem mereven kapcsolódnak egymáshoz. Vagyis ha bármelyik két rudat levágjuk a szerkezet többi részéből, akkor nem fognak egymáshoz képest elfordulni, azonban a legegyszerűbb számításoknál ezt figyelmen kívül hagyjuk, és feltételezzük, hogy van egy csuklópánt.
A gazdaságok számtalan egyszerű és összetett kiszámításának módja létezik [20] ; ezek analitikai módszerek és erődiagramok. Az analitikai módszerek a rácsos rácsok vágási példáján alapulnak, az egyik legegyszerűbb az "átmenő szakasz" vagy a "vágási csomópontok" ( zsanérok összekötő rudak ) módszerével történő számítás. Ez a módszer univerzális, és bármely statikusan meghatározott gazdaságban alkalmazható. A számításhoz a farmra ható összes erő a csomópontjaira redukálódik. A számításnak két lehetősége van.
Először is, először a támaszok reakcióit találjuk meg a statika szokásos módszereivel (egyensúlyi egyenletek felállítása), majd minden olyan csomópontot figyelembe veszünk, amelyben csak két rúd konvergál. A csomópont mentálisan elválik a rácstól, és a vágott rudak hatását a csomópontból irányított reakciókkal helyettesíti. Ebben az esetben az előjelek szabálya érvényes - a megfeszített rúd pozitív erővel rendelkezik. A konvergens erőrendszer egyensúlyi feltételéből (vetületekben két egyenlet) meghatározzuk a pálcákban lévő erőket, majd figyelembe vesszük a következő csomópontot, amelyben megint csak két ismeretlen erő van, és így tovább, amíg a minden rúd megtalálható.
Egy másik módszer az, hogy nem határozzuk meg a támaszok reakcióit, hanem a támasztékokat támasztórudakra cseréljük, majd kivágjuk az összes csomópontot ( n szám ) és mindegyikre írunk két egyensúlyi egyenletet. Ezután egy 2n egyenletrendszert oldunk meg, és megtaláljuk az összes 2n erőt, beleértve a támasztórudakban lévő erőket is (támasztóreakciók). Statikailag meghatározott gazdaságokban a rendszert be kell zárni.
A csomópontok vágási módszerének van egy jelentős hátránya - a hibák felhalmozódása a csomópontok egyensúlyának szekvenciális figyelembevétele során vagy a lineáris egyenletrendszer mátrixának dimenzióinak átka, ha globális egyenletrendszert állítanak össze egész farm. Ez a hiányosság megfosztja a Ritter-módszert [21] . Létezik egy archaikus grafikus számítási módszer is - a Maxwell-Cremona diagram , amely azonban hasznos a tanulási folyamatban. A modern gyakorlat számítógépes programokat használ, amelyek többsége a csomóvágási módszeren vagy a végeselem módszeren alapul . A számítások során néha a Genneberg rudak cseréjének módszerét [22] és a lehetséges elmozdulások elvét [23] alkalmazzák .
Az elem becsült hosszaA rácsos elemek (húrok, merevítők és merevítők) számított hosszát egyenlőnek tekintjük az elem hosszának és a μ hosszcsökkentési tényezővel [24] szorozva :
A tervdokumentációban a tervezés két szakaszát különböztetjük meg: "P" (tervdokumentáció) és "R" (munkadokumentáció). A „P” szakaszban megtervezik a rácsozat általános geometriáját, amely jelzi a belső erőket és az elemek geometriai méreteit. A munkatervezet két részből áll: A tervező által készített magyarázó jegyzet és a KM fokozat (fémszerkezetek) rajzai, amelyek alapján a KMD fokozatú (fémszerkezetek, részletezés) rajzokat készíti el a tervezői osztály. gyártó, figyelembe véve az anyagok rendelkezésre állását (hengerelt acél stb.), valamint az üzem és a telepítési szervezet technológiai lehetőségeit és korlátait (tervezési mechanizmusok: hegesztőgépek stb.; beépítési mechanizmusok: daruk, emelők stb.) .
A KM márka rajzai tartalmazzákA munkarajzok speciális márkarendszerben készülnek.
Bank of China Tower Hong Kongban .
A hongkongi HSBC Bank főépületének látható rácsos szerkezete van.
Tartószerkezet a híd alatt en:Auckland Harbour Bridge .
Az Auckland Harbour Bridge a Watchman-szigeten , attól nyugatra.
Rácsos tetőszerkezetek egy Cluny -i épület oldaláról , Franciaország .
Queen oszlopos rácsos tetőszakasz, lásd en:Fa tetőrácsos .
Egy padlót hordozó rácsos tér a The Woodlands Mall bevásárlóközpontban .
Villamos vezeték támogatása.
![]() | |
---|---|
Bibliográfiai katalógusokban |