Портальные конструкции: Портальные двери и окна (панорамное остекление) купить недорого, цены в Москве.

Портальные системы REHAU. Раздвижные окна и двери. Компания «Домком».

Сергей Сафронов

Спасибо огромное компании «Окна Домком», за то, что вы стали сегодня моими руками и осуществили мою мечту — если бы не «Окна Домком», то мы б никогда не сделали этот балкон. И это правда!

Сергей Сафронов

Дата размещения: 25.07.2019

Серафимова А. Н.

Очень понравилось, как в «ДОМКОМ» общаются с заказчиками. В офисе я разговаривала с Яной Аникиной. Менеджер подробно проконсультировала меня и объяснила, какие окна могут быть установлены в моей квартире. Вежливо, культурно, обходительно. За что и выражаю благодарность.

Серафимова А. Н.

Дата размещения: 21.05.2020

Булавкин Евгений

Обращался в компанию «ДОМКОМ», чтобы установить ПВХ-конструкции, заламинированные под натуральное дерево. Результат — качественно и оперативно. Благодарю!

Булавкин Евгений

Дата размещения: 27.10.2019

Дмитрий

Спасибо большое за качественную работу. В прошлом месяце заказал здесь окна, перед этим почитав отзывы о работе компании. Был приятно удивлен, что они меня не подвели. Компания действительно знает свое дело, а работники настоящие профессионалы.

Дмитрий

Дата размещения: 10.06.2019

Татьяна

Спасибо компании Домком за хорошую работу. Выполнили наш заказ без единой заминки. Менеджер Екатерина учла все наши пожелания и была с нами на связи на протяжении всей работы. Теперь советую эту компанию всем знакомым и друзьям.

Татьяна

Дата размещения: 10.06.2019

Максим

Не разбирался особо в пластиковых окнах. Рынок огромный, предложений масса. Но вот  как выбрать из них самое достойное, задача пугающая. Единственное, что было на слуху это профиль. Вот я приехал в компанию «Домком» и там меня встретили очаровательные  менеджеры офиса, которые очень вежливо рассказали про все возможные варианты и согласовали со мной вопрос цен. Кстати, к моему удивлению, цена заказа стала меньше, после того как к нам выехал замерщик и все померил. В итоге я и мои домашние очень довольны результатом. Окна красивые, аккуратные и удобные в использовании.

Максим

Дата размещения: 10.06.2019

Марина

Меняла окна в трехкомнатной квартире, все очень понравилось. Очень красивая и  качественная работа. Буду обязательно советовать вас, как профессионалов своим знакомым.

Марина

Дата размещения: 10.06.2019

Анна

Обратились в компанию «ДОМКОМ» и в результате получили новые хорошие окошки по вполне приемлемой цене. Спасибо консультанту Ирине, которая сопровождала наш заказ на всех этапах. Без вашей консультации и ответов мы бы не справились. Будем рекомендовать вас всем знакомым. Спасибо!

Анна

Дата размещения: 10.06.2019

Диана

В компанию «ДОМКОМ» обращались недавно — меняли окно в спальне. После заключения договора, подумали, что о нас забудут, однако с нами связались, как и обещали, в указанный срок — а монтажники, которые были присланы к нам, настолько четко и слажено работали, что даже весь мусор за собой убрали. Спасибо за столь позитивный момент и за слаженную работу без каких-либо нервов.

Диана

Дата размещения: 10.06.2019

Маргарита

Никогда не писала отзывов, думала, что это бесполезная затея. Но вчера нам установили пластиковые окна. И нам настолько все понравилась: и то, как с нами общались менеджеры в офисе, и то, что не было никаких проблем с доставкой, и то, как быстро прошел монтаж и, конечно же, сами новые окошки. Поэтому решила выразить признательность компании «ДОМКОМ», благодаря которой все это стало возможным. Всем сотрудникам этой фирмы огромное спасибо! Побольше бы таких добросовестных компаний!

Маргарита

Дата размещения: 10.06.2019

Морозенко

Уважаемый ДИРЕКТОР компании Домком! Огромное спасибо за Ваш труд, за то, что вы приносите свет и радость в дома людей. Вот так я радуюсь вашей работе, любуюсь Вашим ( моим) окошечком, шторы не вешаю — красоту закроют! Рада за Вас, что в Вашей компании работают такие замечательные сотрудники, как Иванова Татьяна, Кирьянова Ольга и монтажник с золотыми руками Бортников Сергей! Сработал на совесть, всё аккуратно, точно, красиво, чисто, я пожилая, инвалид 2 гр, — у меня сто вопросов, так он так спокойно и терпеливо мне всё объяснял, очень интеллигентный молодой человек, вежливый, просто гордость за такую нашу молодёжь. С Ивановой Татьяной несколько раз общалась в офисе и всегда видела улыбчивую доброжелательную женщину, профессионала высшего класса, с нею было так спокойно и надёжно, всё было ясно, и казалось , что любые проблемы она может решить. С моим менеджером Кирьяновой Ольгой общалась по телефону, но даже так чувствовалось, какой душевный, внимательный, знающий своё дело человек на другом конце провода. Мне так и казалось,что все эти люди очень хотят, порадовать меня красивым окном и им это удалось. Очень прошу отметить замечательную работу этих сотрудников. Поклон низкий Вам всем, удач и процветания.

Морозенко Н.В.

Дата размещения: 09.09.2019

Портальные системы окон, дверей. Раздвижные портальные системы

Раздвижные портальные системы окон и дверей

В современных стилях интерьера все сильнее и сильнее набирает популярность использование портальной системы открывания окон и дверей. Портальная система – это конструкция, включающая в себя панорамное остекление проема максимальной площади (от пола до потолка) с созданием механизма раздвижных окон или дверей. Используемая фурнитура предусматривает возможность выдерживать большие нагрузки от веса самих стеклопакетов и частого открывания-закрывания.

Помимо малоэтажного строительства (коттеджей, загородных домов и таунхаусов) конструкции с раздвижной портальной системой активно используются при оформлении

• многоэтажных жилых комплексов
• видовых апартаментов с панорамным остеклением;
• при остеклении лоджий, веранд, террас и зимних садов;
• офисов при создании внутренних перегородок.

Преимущества портальных систем

1. Легкость в эксплуатации и уходе
2. Надежность и долговечность
3. Высокий уровень тепло- и шумоизоляции
4. Визуально увеличивает пространство в комнате
5. В открытом виде исчезает граница между жилым помещением и прилегающим участком или верандой
6. Позволяет решить вопрос с остеклением проема практически любой площади
7. Экономия внутреннего пространства при открывании
8. Украшает любой интерьер.

Наклонно-раздвижная фурнитура Winkhaus (Германия)

Большие площади остекления — характерная черта современной архитектуры. Обилие света внутри интерьера приводит к тому, что помещение «дышит». Однако, окна, открывающиеся традиционным способом, требуют много места. Превосходным решением для окон большого размера является наклонно — раздвижная фурнитурная система duoPort от Winkhaus, которая позволяет обеспечить красоту и комфорт, без ограничения пространства в помещении.

Раздвижная фурнитура с параллельным смещением и системой довода створки

Современная раздвижная фурнитура duoPort PAS придает окнам новое измерение функциональности. С помощью параллельного смещения створки по всему периметру оконной рамы, обеспечивается естественный и равномерный обмен воздуха в помещении даже во время нашего отсутствия.

Благодаря инновационной разработке поршневой системы в подвижных элементах фурнитуры duoPort PAS, происходит автоматическое заведение оконной или дверной створки при закрывании конструкции. Что обеспечивает интуитивное управление окном и наивысший уровень комфорта для пользователя. 

• Смещение створки на 6 мм по всему периметру оконной рамы обеспечивает комфортную вентиляцию в помещении
• Возможность безопасного проветривания во время нашего отсутствия
• Наличие в базовой комплектации восьмигранной грибовидной цапфы, работающей со стальной рамной ответной частью и обеспечивающей повышенную безопасность даже
•  в стандартной комплектации duoPort PAS
• Сохранение класса противовзломности в положение проветривания как при закрытом окне
• Система удобна и проста в эксплуатации
• Благодаря инерции створки и поршневой системе доводки, конструкция весом до 160 кг перемещается плавно и закрывается самостоятельно без применения дополнительных усилий
• Защита помещения от излишних потерь тепла при проветривании
• Готовые к использованию компактные наборы подвижных элементов
• Оптимальная упаковка для производственных нужд
• Центральный засов и другие элементы фурнитуры activPilot могут использоваться во всех портальных системах.

Варианты исполнения порталов

Порталы из ПВХ могут быть полностью раздвижными и комбинированными, сочетающими стационарные и мобильные элементы конструкции. При этом портальные системы окна и «окна-двери», в свою очередь, делятся на:

• параллельно-раздвижные

• наклонно-раздвижные

• подъемно-раздвижные

• параллельно-раздвижные порталы

Смотрите также: штульповое открывание окон, стеклопакеты.

Виды Портальных дверей и окон

Блог > Загородный дом > Виды портальных дверей и окон – как выбрать систему? 11.10.2018

Порталы – большие раздвижные оконные системы, обычно во всю стену. Служат одновременно дверьми с максимальной звуко- и теплоизоляцией и, по сути, заменяют часть стены.

Оконные порталы уникальны не только своим дизайном, но и обширной сферой применения. Их нередко устанавливают вместо обычных балконных дверей или в качестве выхода на лоджию, чтобы разнообразить привычный интерьер городской квартиры.

Портальные окна из пвх или алюминия гармонично впишутся в обстановку шикарного ресторана или загородного пансионата, ненавязчиво отделяя зону отдыха от остальных помещений.

Но эффектнее всего прозрачные стеклянные раздвигающиеся конструкции будут смотреться в коттедже и дачном домике, расположенном на лоне природы.

Простираясь от пола до потолка, они откроют роскошный панорамный вид на террасу.Благодаря высокой функциональности портальные двери имеют и другие возможности применения.

Например, ими можно оборудовать витрину с микроклиматом в цветочных магазинах, выход в оранжерею или зимний сад.

Узнайте прямо сейчас точную стоимость остекления портальными системами по Вашим размерам, звоните: +7 (499) 648-33-51

Достоинства раздвижного остекления

Уникальные особенности конструкций и внешнего вида порталов обеспечивают следующие преимущества.

1. Простота и легкость эксплуатации. Достаточно повернуть ручку и непринужденно отодвинуть или приподнять и переместить створку – даже малыш справится с такой конструкцией.
2. Абсолютная герметичность порталов из ПВХ.
3. Отличная шумоизоляция и теплосбережение зимой.
4. Максимальная светопропускная способность, что актуально в условиях в основном пасмурного отечественного климата и непогоды.
5. Экономия и рациональное использование околодверной области в отличие от распашных дверей.
6. Визуальное расширение пространства комнаты.
7. Элитный дизайн при неприхотливости в обслуживании.
8. Надежность и долговечность благодаря качественной фурнитуре и антикоррозийной защите. Противовзломная протекция.
9. Возможность оснащения дверей системой автоуправления.
10. Потрясающий вид из дома.
11. Удобный механизм щелевого проветривания.
12. Широкий выбор материалов и расцветок фурнитуры (от белого до коричневатых, и серебристых оттенков).
13. Раздвижные оконные порталы при остеклении можно комбинировать с другими пластиковыми конструкциями тех же марок, что очень удобно.

Виды порталов

Различают 3 основных разновидности портальных окон (дверей):

Узнайте точную стоимость дверей по вашим размерам!

Поможем вам выбрать подходящий вид системы дверей или окон и ответим на возникшие вопросы. Посчитаем за 15 минут цену остекления – отправьте заявку прямо сейчас:

Подъемно-раздвижные портальные окна

Порталы подъемно-раздвижного типа – это система, которую целесообразно монтировать в широкие проемы до 19 м (12 м будет открыто). Для поднятия на несколько мм вверх и отведения в сторону створки не нужно прилагать физических усилий.

Достаточно плавно повернуть специальную ручку – и дверь займет нужное положение.

Важно! У таких портальных дверей есть один специфический нюанс: без использования особой ручки их просто невозможно открыть.

Именно ручка взаимодействует с приподнимающим и отодвигающим механизмом. Она же позволяет регулировать ширину образуемого просвета. Обратный поворот ручки фиксирует створку в пазах.

Створки могут весить до 400 кг, но даже при такой внушительной массе они легко скользят благодаря тефлоновому покрытию фурнитуры.
Подъемно-раздвижные порталы популярны в частных домах, где часто возникает необходимость застеклить оконные проемы нестандартной ширины. К тому же изделие проявляет устойчивость ко взлому, что гарантирует высокий уровень безопасности при использовании данных дверей.

Параллельно-раздвижные порталы

Такие двери, наоборот, лучше ставить в относительно неширокие проемы. Это ограничение связано с тем, что створка не должна весить более 200 кг.

Раздвижные порталы данного типа движутся параллельно друг другу, мягко перемещаясь за счет специальной системы доводки. Если сравнивать принцип работы створок системы со шкафом-купе, то различие в том, что одна створка подвижная, а другая глухая. Открываясь до предела, они становятся параллельно.

Система SKB-портал идеальна как для городских квартир (где нужно застеклить неширокий выход на балкон, лоджию), так и для загородных апартаментов со стандартными параметрами выходов на веранду, террасу.

Такие конструкции уместны везде, где нужно визуально расширить площадь и одновременно сэкономить место.

Управлять параллельно-раздвижным порталом также можно с помощью всего одной ручки.

Обратите внимание! У двери есть особенность: количество створок ограничено 4-я, поэтому параллельно-раздвижной портал не удастся установить в очень широкие проемы.

Складные раздвижные двери

Портал-гармошка идеален для отделения пространства
зимнего сада, бассейна, оранжереи от других помещений. Хорошо смотрится в широких дверных проемах коммерческих помещений (ресторанов, клубов, пансионатов, отелей).

Основное достоинство гармошки – красивый вид за счет того, что она открывается полностью наружу или вовнутрь без потери площади на импосты, глухие створки. Бесшумно скользит на роликах с полимерными подшипниками.

Портал в виде складывающейся шторки можно установить практически везде благодаря большому количеству схем открывания.

Ограничения:

• не больше 7-и створок;
• ширина портала – не более 6,3 м.

Достоинства: фурнитура имеет пролонгированный срок службы благодаря специальному покрытию.

Особенности конструкций и функционирования

Система Portal уникальна, как в функциональном отношении, так и в плане стильного оформления помещения.

Все действия (откидывание, приподнимание, запирание, сдвиг) осуществляются посредством одной ручки без применения физической силы. Приоткрыть, зафиксировать и закрыть дверь может даже ребенок одной рукой.

Светопрозрачные широкие оконные полотна обеспечивают панорамный вид. При этом сохраняется характерная для пластиковых окон герметичность.

Функция проветривания в порталах из ПВХ доступна в откидном режиме, аналогичном стандартной системе открывания створок обычного пластикового окна.

Устройство портальных конструкций позволяет задействовать обычно неиспользуемые квадратные метры в предполагаемом радиусе открывания обычного окна.

Все остальные лучшие свойства пластиковых окон также сохраняются:

тепло-, шумоизоляция, климат-контроль, противовзломная защита.

Кроме пластиковых, делают раздвижные деревянные порталы, которые смотрятся очень стильно, особенно в загородном жилище.

Остались вопросы? Узнайте прямо сейчас точную стоимость остекления портальными системами по Вашим размерам, звоните: +7 (499) 648-33-51

ПВХ-порталы, безрамное остекление LUMON, деревянные и дерево-алюминиевые окна — Lauter

Порtтал — раздвижная панорамная конструкция, которая имеет одну или несколько сдвигающихся створок высотой от пола до потолка. Стеклопакет большого размера, используемый в конструкциях, делает помещение светлее и открывает панорамный обзор.

Именно к такому решению зачастую приходят архитекторы, желая максимально наполнить дом свободным пространством, воздухом, объёмом. Портальные конструкции пропускают максимум света и создают ощущение объёмного воздушного пространства.

Важной особенностью наклонно-сдвижных портальных систем является возможность откидывания створок как в обычных пластиковых окнах. Этой возможностью можно пользоваться для проветривания помещений даже зимой.

Окна и двери с наклонно-сдвижной системой открывания — это одно из самых технологичных и красивых решений на сегодня.

Вид из окна — важная деталь любого жилого помещения и одно из слагаемых его цены. Квартиры и дома с витражным остеклением традиционно стоят дороже обычных. Предложений такого рода на рынке очень мало.
Панорамные раздвижные окна и двери из ПВХ только набирают свою популярность в Новосибирске и способны произвести сильное впечатление.

Lauter производит порталы из профиля

VEKA с фурнитурой MACO SKB-SE и MACO SKB-Z.

• такая фурнитура обеспечивает легкость и плавность самого процесса открывания и движения даже достаточно большой по размеру створки при сдвигании ее в сторону, параллельно стационарной части окна или двери;
• при необходимости проветривания помещения можно использовать функцию наклона или откидывания верхней части створки, оставив нижнюю часть створки в положении плотного прижатия к основанию рамы. Проветривание будет происходить через образовавшиеся треугольные боковые отверстия, ширину которых можно регулировать в зависимости от времени года;
• может быть использована в конструкциях для теплого остекления: выход на террасу или веранду, для балконов и лоджий. Эта система, обладая превосходными техническими характеристиками, надежна с точки зрения защиты от низких температур. Может использоваться даже в климатических зонах с суровыми погодными условиями;
• обладает прекрасными шумоизоляционными качествами — благодаря продуманной прижимной системе створка плотно прижимается к раме, преграждая путь уличному шуму;
• удобна в использовании — при открывании для створки не требуется дополнительное пространство, что делает этот вариант оптимальным для использована даже на самом узком балконе или маленькой лоджии;
• для запирания портальной двери есть решения с замком только с одной или с обеих сторон.

Основные различия типов портальной фурнитуры:

• MACO SKB-SE — обеспечивает открывание, закрывание и автоматическую фиксацию створки в откинутом положении весом до 160 кг. В зависимости от индивидуальных пожеланий возможно оснащение наклонно-сдвижной системы функцией взломостойкости.
  Ширина створки (по фальцу) — 650 — 1650 мм.
  Высота створки (по фальцу) — 1000 — 2350 мм.
• MACO SKB-Z — данный вариант фурнитуры обеспечивает автоматическое открывание, откидывание и закрывание створки с помощью поворота ручки. При этом вес створки может достигать 200 кг. Опционально устанавливается блокиратор неправильного управления. Если ручка находится в открытом положении, блокиратор предотвращает непроизвольное закрытие створки. В базовое оснащение данной системы входят взломостойкие i.S.-цапфы, которые обеспечивают противовзломность, оптимальный прижим и автоматически подстраиваются под фальцлюфт, обеспечивая комфортное закрытие створки.
  Ширина створки (по фальцу) — 720 — 2000 мм.
  Высота створки (по фальцу) — 900 — 2700 мм.

Отраслевая энциклопедия. Окна, двери, мебель

Преимущества портальных систем Интерника

В современном мире совершенствование технологий в различных областях деятельности человека идет огромными темпами.
Не исключение в этом разработка, внедрение и производство ограждающих конструкций.
В настоящее время наибольшее распространение среди светопрозрачных конструкций приобрели
поворотные и поворотно-откидные системы остекления. Но для людей, желающих идти в ногу со временем,
разработаны новые более перспективные и технологичные возможности в оформлении проемов, улучшающие
не только внешний вид и эргономику всего здания, но и обеспечивающие такие важные факторы как
долговечность, надежность на протяжении более длительных периодов эксплуатации и расширение области
применения как по атмосферным условиям так и по непрерывно растущим запросам каждого.

Понятие портальных систем

Одним из наиболее перспективных направлений в области производства светопрозрачных ограждающих конструкций являются портальные системы остекления. Данные системы позволяют наиболее эффективно формировать жилое и рабочее пространство. Портальные системы однозначно являются не стандартным решением для открывания окон и дверей.

Портальными могут быть как окна стандартного размера, т.е. в квартирах и офисах, так и больших размеров, например при перепланировке балконного блока, когда проём под окном расширяют и получается общий проём, практически во всю стену или выход в зимний сад, или террасу, или это будет перегородка в конференц-зале и т.д. Превосходное дизайнерское решение делает помещение особенно элегантным.

С целью повышения безопасности системы оснащены противовзломными элементами.

Виды портального остекления

В зависимости от предпочтений портальные системы могут быть:

• Складными раздвижными типа «гармошка»
• Подъемно-раздвижными для массивных дверей
• Параллельно-раздвижными

При любой схеме створки легко отодвигаются в сторону, обеспечивая широкий проход.

Большая площадь открытого пространства наряду с уплотнением по всему периметру створки
позволяет наслаждаться прекрасной панорамой в любое время года. Благодаря отсутствию радиуса открытия створок, такая система позволяет добиться увеличения свободного пространства и экономит место в помещении.

Складные-раздвижные типа «гармошка»

Данный тип порталов имеет открывание «гармошкой». Каждая створка данного портала может достигать до 80кг веса и до 900 мм. в ширину, что позволяет использовать створки очень крупных размеров. Количество створок в одной конструкции может достигать 7 штук, и общая ширина такой конструкции может достигать 6 метров.

Изображенный портал имеет одну поворотно-откидную створку, а все остальные открываются «гармошкой». Порядок открывания портала следующий: сначала открывается поворотно-откидная створка, после чего опускается шпингалет на ближайшей створке, далее все остальные створки складываются в сторону. Все очень просто и легко, никаких дополнительных усилий при открывании не требуется. Открыть, самый массивный портал, сможет даже ребенок.

Подъемно-раздвижные для массивных дверей

Совершенно новая разработка на оконном рынке. Данный тип порталов предназначен для больших проемов. Ширина одного HS-портала может достигать 19 метров при максимальном количестве створок равном 4 штукам! Чаще всего данные порталы (раздвижные двери) устанавливают в бизнес центры, крупные торговые центры, крупные загородные особняки. Данный портал это теплая пластиковая конструкция, не требующая дополнительных обогревательных мощностей.

Все створки имеют раздвижную систему открывания и способны фиксироваться поворотом ручки в любом положении.

Опять же, данный вид порталов имеет легкое движение и свободно открывается без особых усилий. Но при этом это самый дорогостоящий и сложный в изготовлении вариант порталов, занимающий длительный срок для производства. Стоимость и сроки обоснованы тем, что фурнитура, как самый дорогой элемент порталов изготавливается под заказ из Германии.

Параллельно-раздвижные

Очень удобная и практичная портальная система с возможностью откидывания раздвижных створок. Помимо раздвижных створок имеется возможность установки глухих. Данные порталы позволят проветривать помещения в откидном положении. Это делает их особенно ценными для установки в загородные коттеджи.

Установив данный портал, Вы останетесь довольны, так как помимо высококлассной раздвижной двери на балкон или веранды, Вы получите прекрасное панорамное окно с возможностью откидывания каждой активной створки.

Возможности и преимущества порталов

Портальные системы остекления относятся к числу наиболее эффектных и эффективных способов формирования жилого и рабочего пространства. Поворотно-откидные варианты открывания створок стали уже классикой, но при этом никто не умаляет их функциональности. В то же время, возникают ситуации, когда требуется панорамный обзор. Чаще в таком способе обустройства фасадов или их элементов нуждаются коммерческие структуры, но и в частном секторе стеклянный фасад, балкон, лоджия или входная группа смотрятся великолепно. Данную задачу как раз и позволяет решить портальная система остекления

1. Функциональность. Суть действия наклонно-сдвижного, или портального, остекления заключается в следующем. Система устанавливается таким образом, что створки могут приводится в откидное положение, если в помещении требуется создать эффект вытяжки. Когда же на улице стоит замечательная погода, одним поворотом ручки вы можете привести стекла в состояние их параллельного перемещения, и тем самым открыть широкий проем для проветривания.
2. Эстетичность и удобство. Следует акцентировать внимание на том, что способ портального остекления применим практически везде: на балконах и лоджиях, внутренних перегородках, окнах, зимних садах, а также в дверных проемах. При этом наклонно-сдвижной вариант всегда выглядит эстетично. Дополнительным плюсом является и удобство в управлении этими системами.
3. Высокая несущая способность. Некоторые архитектурные решения не позволяют использовать традиционные системы остекления и фурнитуру из-за больших нагрузок. Портальное остекление способно обеспечить установку створок весом до 160 кг. При этом наклонно-сдвижной способ остекления дает возможность комбинировать – в одной раме можно установить и функциональные, и глухие створки.
4. Максимум освещенности. Портальные системы остекления пропускают в помещение максимальное количество дневного света. Этим они выгодно отличаются от стандартных конструкций.
5. Компактность. Экономия внутреннего пространства – одно из основных достоинств портальной системы остекления. Если для поворотной системы требуется определенный запас площади, чтобы ее открыть и при этом комфортно себя чувствовать, то сдвижное остекление не нуждается в таких «жертвах». Створки сдвигаются в параллельном направлении, поэтому даже узкое пространство вы можете использовать с максимальным комфортом.
6. Тепло- и звукоизоляция. Инженерное решение портального остекления гарантирует надежную звуковую и тепловую защиту. Для этого применяется специальная фурнитура и уплотнители. Таким образом, всегда можно сохранить в помещении оптимальный микроклимат.
7. Надежность. Современные технологии позволяют создавать портальные конструкции с высокой степенью износостойкости. За ними легко ухаживать с помощью обычных бытовых средств чистки. При необходимости можно установить противовзломную фурнитуру с возможностью запирания ее на ключ.

Портальная фурнитура в линейке ТБМ

Порталы — отличное решение для загородных домов или квартир с большим балконом, верандой или террасой. Порталы являются теплой конструкцией, поэтому тепло из помещения никуда не исчезает. Раздвижные конструкции герметичны и поглощают шум наравне с хорошими пластиковыми окнами. Основная разница заключается в фурнитуре, она совершенно другая, созданная по самым современным Европейским технологиям.

Компания ТБМ предлагает фурнитуру для портальных систем:

• Параллельно сдвижная-отставная фурнитура INTERNIKA SP KOMFORT
• Параллельно-сдвижная фурнитура INTERNIKA HKS 160 S
• Параллельно сдвижная-отставная фурнитура

INTERNIKA SP KOMFORT

Уникальными особенностями фурнитуры INTERNIKA являются:

Уникальный комфорт за счет инновационной конструкции Internika SP komfort створка автоматически перемещается в закрытое положение. Интеллектуальная конструкция ножниц, со встроенными пневмоамортизаторами, обеспечивает гармоничное, удобное и плавное закрытие и открытие. Система Internika SP komfort обеспечивает комфортом высокого качества раздвижные оконные и дверные конструкции.

Безопасное использование новая конструкция кареток, ножниц и привода позволяет исключить ошибочные действия пользователей без каких-либо дополнительных элементов или блокираторов. Раздвижные оконные и дверные конструкции с системой Internika SP komfort работают надежно, интуитивно и безопасно. Демпферы системы, установленные сверху и снизу, минимизируют риск порчи створки при резком открывании. Пневмоамортизаторы кареток и ножниц минимизируют риск придавливания створкой инородных предметов при закрывании.

Здоровая и комфортная вентиляция с надежной безопасностью система Internika SP komfort обеспечивает естественный воздухообмен и вентиляцию по всему периметру створки и создает здоровый климат в доме. Снаружи, положение створки в режиме «проветривание» незаметно. Специальные защитные элементы надежно защищают створку от взлома. Естественная вентиляция создает здоровую окружающую среду и позволяет избежать плесени.

Известность и надежность. Internika SP komfort о деталях комфорта:

• каретки и ножницы системы позволяют створке выдвигаться из рамы на 125мм.
• каретки с чистящими щетками, для очищения несущей шины.
• ролики кареток с низким коэффициентом трения и увеличенным размером автоматически адаптируются к направляющей, постоянно поддерживая высокий уровень комфорта для пользователя.
• шаблоны для быстрого монтажа.

Область применения:
профили оконных и дверных конструкций – Дерево, ПВХ

ширина створки по фальцу(FFB) – 750-1650мм,

высота створки по фальцу(FFH) – 650-2350мм,

максимальный вес створки: — 160кг.

Параллельно-сдвижная фурнитура INTERNIKA HKS 160 S

Откидная и раздвижная фурнитура INTERNIKA HKS 160 S с базовой безопасностью WK1, с возможностью оснащения до WK2.Управление одной ручкой.

Для дверных и оконных элементов из обычного дерева или пластика, с весом створки до 160кг, готовые элементы монтируются методом прикручивания.

Верхний узел скользящих ножниц отделен от основного запора, нижние уголки с защелкой для автоматического фиксирования створки, противоударный предохранитель на обоих кронштейнах ножниц.

Каретки с чистящими щетками для очищения несущей шины.

Раздвижная створка регулируется по высоте, верхняя направляющая шина с декоративным профилем из ПВХ, плоский алюминиевый профиль кареток (28мм).

Область применения:
профили оконных и дверных конструкций – Дерево, ПВХ

ширина створки по фальцу(FFB) – 620-1650мм,

высота створки по фальцу(FFH) – 650-2700мм,

максимальный вес створки: — 160кг.

Фурнитура INTERNIKA, предлагаемая Компанией ТБМ сочетает в себе технические решения, которые хорошо зарекомендовали себя на оконном рынке, простоту и надежность фурнитуры, простоту монтажа и эксплуатации, безопасность и внешний вид.

Особенности портальной фурнитуры INTERNIKA:

• привлекательный внешний вид фурнитуры INTERNIKA отвечает всем требованиям европейского дизайна.
• фурнитура сертифицирована испытательным центром «Замок»(Россия) и институтом Rosenheim (Германия).
• специальное инновационное и запатентованное покрытие SilBear для защиты от атмосферного воздействия.

8продукт разработан и производится, при непосредственном участии Компании ТБМ, на современном европейском предприятии.

Вклад участника

Арсентьев Алексей

Портальные пластиковые двери на балкон

Хочется распахнуть настежь дверь на балкон в жаркий летний день в малогабаритной квартире? Сначала придется отодвинуть что-то, что загромождает доступ к этой самой двери и мешает ее свободному ходу.

Картина знакомая многим. Не каждый из нас может похвастать шикарными  просторными апартаментами. Большая часть жилищного фонда строилась достаточно давно, и  типовые постройки не отличаются разнообразием. Ведь речь тогда шла не о том, чтобы создать человеку комфортные условия, а, в первую очередь, о том, чтобы человеку было где жить.  Сейчас же приходится прибегать к разного рода хитростям, чтобы рационально использовать имеющуюся жилплощадь. В борьбе за «полезные» квадратные метры участвуют и ПВХ конструкции.

Так, установка балконного блока с распашной дверью не позволяет дополнительно высвободить  пространство, в то время как портальные двери решают проблему  довольно легко.

Преимущества портальных дверей для балкона

Двери портальные – конструкции, изготовленные из ПВХ профиля, с применением наклонно-сдвижной фурнитуры. Данная система позволяет без проблем устанавливать раздвижные оконные элементы большой площади, одновременно экономя достаточно много места. Элементы окна перемещаются по направляющим, нижним или верхним рельсам. Наклонно-сдвижная система включает в себя сразу три режима открывания — наклон, параллельное выставление и сдвиг створки. Все функции (откидывание, запирание, сдвиг) осуществляются одной рукой с помощью ручки, установленной на створке. Положения ручки для управления окном такие, как и в наклонно-поворотной фурнитуре.

Раздвижные двери в квартире могут вести на балкон, в загородном доме двери портальные можно установить для выхода на застекленную террасу или во двор.

В нашем интернет-магазине пластиковых окон можно купить двери портальные из узкой или широкой профильной системы. Для лучшего сохранения тепла в помещении мы рекомендуем выбрать дверь на балкон из профильной системы VEKA Softline или  VEKA Softline82.

Наши консультанты помогут подобрать решение именно для Ваших нужд. Вы можете выбрать изделия из каталога или заказать нестандартные конструкции у наших консультантов по телефону 8-800-100-48-90 (звонок по РФ бесплатный).

Портальные алюминиевые окна в Москве

Портальные алюминиевые окна – это разновидность панорамного остекления с применением раздвижных систем. Такие решения приобретают все большую популярность в жилом строительстве, где их используют для остекления террас, веранд, зимних садов, бассейнов. Для магазинов, ресторанов и различных общественных заведений портальные окна уже давно стали традиционным атрибутом.

Особенности и виды панорамных алюминиевых окон

Главное достоинство портальных систем – возможность стереть видимые границы между внутренним пространством помещения и окружающим ландшафтом. За счет раздвижной конструкции система максимально функциональна и практична, так как створки перемещаются в плоскости остекления, экономя свободное пространство. Это делает портальное остекление оптимальным выбором для помещений с нестандартной планировкой, небольших балконов и комнат.

В зависимости от механизма открывания портальные окна делятся на три типа:

• 
  параллельно-раздвижные;

• 
  наклонно-сдвижные;

• 
  подъемно-раздвижные.

Алюминиевые портальные окна – это надежные и долговечные конструкции, которые отличаются высокой прочностью, устойчивостью к коррозии и температурным деформациям. В зависимости от толщины, типа профиля и стеклопакета окна делятся на «теплые» и «холодные». Первые оптимально подойдут для остекления жилых помещений, а «холодные» стеклопакеты можно использовать на балконах, террасах, в беседках и лоджиях. 

С помощью противовзломной фурнитуры и ударопрочных стеклопакетов, портальные конструкции становятся очень надежными и безопасными. Также можно купить и укомплектовать портальную систему различной автоматикой: доводчиками, датчиками движения, системами автоматического открывания и закрывания.

Компания «Окна Роста» осуществляет проектирование, изготовление и монтаж качественных систем остекления в Москве и области. Заказывайте выезд замерщика или звоните нам, чтобы получить профессиональную консультацию по выбору окон.

Рамы порталов — SteelConstruction.info

Рамы порталов, как правило, представляют собой малоэтажные конструкции, состоящие из колонн и горизонтальных или наклонных стропил, соединенных прочными соединениями. Устойчивость к боковым и вертикальным воздействиям обеспечивается за счет жесткости соединений и жесткости элементов на изгиб, которую можно увеличить за счет подходящего прогиба или углубления стропильных секций. Эта форма непрерывной рамной конструкции устойчива в своей плоскости и обеспечивает свободный пролет, которому не препятствуют распорки. Портальные рамы очень распространены, на самом деле 50% конструкционной стали, используемой в Великобритании, приходится на конструкцию портальных рам. Они очень эффективны для ограждения больших объемов, поэтому их часто используют в промышленных, складских, розничных и коммерческих целях, а также в сельскохозяйственных целях.
В этой статье описываются анатомия и различные типы рамы портала, а также основные соображения по проектированию.

Рама многоярусного портала во время строительства

[вверху] Анатомия типичной портальной рамы

Основные элементы портального каркасного дома

Портально-каркасное здание состоит из ряда поперечных рам, скрепленных продольно.Первичная стальная конструкция состоит из колонн и стропил, образующих рамы портала, и распорок. Концевой каркас (двускатный каркас) может быть как портальным, так и раскосным из колонн и стропил.

Легкие вторичные стальные конструкции состоят из боковых перил для стен и прогонов для крыши. Вторичные стальные конструкции поддерживают ограждающую конструкцию здания, но также играют важную роль в ограничении основных стальных конструкций.

Кровля и облицовка стен отделяют замкнутое пространство от внешней среды, а также обеспечивают термическую и звукоизоляцию.Конструктивная роль облицовки заключается в передаче нагрузок на второстепенные стальные конструкции, а также в ограничении фланца прогона или рельса, к которым она прикреплена.

Поперечный разрез рамы портала и ее ограничителей

Каркасные конструкции портала — обзор

[вверх] Типы портальных рам

Может быть сконструировано множество различных форм портальных рам. Типы фреймов, описанные ниже, дают обзор типов конструкции портала с проиллюстрированными типичными особенностями. Эта информация предоставляет только типичные детали и не предназначена для установления каких-либо ограничений на использование какой-либо конкретной структурной формы.

[вверху] Соображения по конструкции

При проектировании и строительстве любой конструкции на каждом этапе процесса проектирования следует учитывать большое количество взаимосвязанных проектных требований.Следующее обсуждение процесса проектирования и его составных частей предназначено для того, чтобы дать проектировщику понимание взаимосвязи различных элементов конструкции с ее окончательной конструкцией, чтобы решения, необходимые на каждом этапе, могли быть приняты с пониманием. их последствий.

[вверх] Выбор материала и профиля

Стальные профили, используемые в конструкциях портальной рамы, обычно относятся к стали марки С355.

В портальных рамах с пластмассовой конструкцией пластиковые секции класса 1 должны использоваться в поворотных положениях шарниров, компактные секции класса 2 могут использоваться в других местах.

[вверху] Размеры рамы

Размеры, используемые для анализа и очистки внутренних размеров

Критическое решение на этапе концептуального проектирования — это общая высота и ширина рамы, чтобы обеспечить адекватные четкие внутренние размеры и достаточный зазор для внутренних функций здания.

[вверху] Пролет и высота в свету

Требуемый клиентом пролет и высота в свету являются ключевыми для определения размеров, которые будут использоваться при проектировании, и должны быть установлены на ранних этапах процесса проектирования.Требование клиента, вероятно, будет заключаться в свободном расстоянии между фланцами двух колонн — следовательно, пролет будет больше на глубину сечения. Необходимо установить любые требования к кладке из кирпича или блоков вокруг колонн, так как это может повлиять на расчетный интервал.

Если указана внутренняя высота в свету, она обычно измеряется от уровня готового пола до нижней стороны бедра или подвесного потолка, если таковой имеется.

[вверху] Основная рама

Основные (портальные) рамы, как правило, изготавливаются из секций UB со значительной секцией свеса карниза, которую можно вырезать из катаного профиля или изготовить из листа.Типичная рама характеризуется:

• Пролет от 15 до 50 м
• Высота в свету (от верхней части пола до нижней стороны бедра) от 5 до 12 м
• Уклон кровли от 5 ° до 10 ° (обычно используется 6 °)
• Расстояние между рамами от 6 до 8 м
• Выемки в стропилах по свесу и вершине
• Коэффициент жесткости между колонной и стропильной секцией примерно 1,5
• Облегченные прогоны и боковые перила
• Облегченные диагональные стяжки некоторых прогонов и боковых перил для ограничения внутреннего фланца рамы в определенных местах.

[вверху] Размеры пучка

Типичная бедра с ограничителями

Использование подвеса на карнизе уменьшает требуемую глубину стропила за счет увеличения моментного сопротивления элемента, в котором приложенные моменты максимальны. Задняя часть также увеличивает жесткость рамы, уменьшает прогибы и способствует эффективному болтовому соединению момента.

Вута карниза обычно вырезается из прокатного профиля того же размера, что и стропила, или из одного немного большего размера, и приваривается к нижней стороне стропила.Длина вута карниза обычно составляет 10% от пролета рамы. Длина бедра обычно означает, что момент провисания на конце бедра приблизительно равен наибольшему моменту провисания вблизи вершины. Глубина от оси стропила до нижней стороны бедра составляет примерно 2% от пролета.

Верхушка бедра может быть вырезана из катаного профиля — часто того же размера, что и стропила, или изготовлена ​​из листа. Верхняя часть бедра обычно не моделируется при анализе рамы и используется только для облегчения болтового соединения.

[вверх] Позиции удерживающих устройств

Общее расположение ограничителей на внутреннем фланце

При первоначальном проектировании стропильные элементы обычно выбираются в соответствии с их сопротивлением поперечного сечения изгибающему моменту и осевой силе. На более поздних стадиях проектирования необходимо проверить устойчивость к продольному изгибу и разумно расположить ограничители.

Сопротивление продольному изгибу, вероятно, будет более значительным при выборе размера колонны, поскольку обычно имеется меньшая свобода позиционирования рельсов в соответствии с требованиями проекта; положение рельсов может быть продиктовано дверьми или окнами на фасаде.

Если введение промежуточных поперечных ограничителей в колонну невозможно, сопротивление продольному изгибу будет определять первоначальный выбор размера сечения. Поэтому очень важно на этой ранней стадии распознать, можно ли использовать боковые перила для удержания колонн. Только сплошные боковые перила эффективны для обеспечения удержания. Боковые перила, которые прерываются (например) дверью с рольставнями, нельзя полагаться как на обеспечивающую достаточную сдержанность.

Если сжатая полка стропила или колонны не ограничена прогонами и боковыми поручнями, в определенных местах может быть обеспечена фиксация с помощью колонны и стропил по отношению к внутренней полке.

[вверх] Действия

Рекомендации по действиям можно найти в BS EN 1991 ^[1] , а по комбинациям действий в BS EN 1990 ^[2] . Важно обратиться к Национальному приложению Великобритании для получения соответствующей части Еврокода для конструкций, которые будут построены в Великобритании.

[вверх] Постоянные действия

Постоянные воздействия — это собственный вес конструкции, второстепенных стальных конструкций и облицовки. По возможности, удельный вес материалов следует получать из данных производителя.Если информация недоступна, ее можно определить по данным в BS EN 1991-1-1 ^[3] .

[вверх] Служебные нагрузки

Сервисные нагрузки будут сильно различаться в зависимости от использования здания. В портальных рамах большие точечные нагрузки могут возникать из-за подвешенных проходов, вентиляционных установок и т. Д. Необходимо тщательно продумать, где требуются дополнительные средства, поскольку отдельные элементы оборудования должны обрабатываться индивидуально.

В зависимости от использования здания и от того, требуются ли спринклеры, обычно предполагается, что эксплуатационная нагрузка равна 0.1–0,25 кН / м ² на плане по всей площади кровли.

[вверх] Изменяемые действия

[вверх] Предполагаемые нагрузки на крышу

Нагрузки на крыши приведены в UK NA в соответствии с BS EN 1991-1-1 ^[4] и зависят от уклона крыши. Дана точечная нагрузка Q _k , которая используется для локальной проверки материалов крыши и креплений, и равномерно распределенная нагрузка q _k , прикладываемая вертикально. Нагрузка для крыш, недоступных за исключением нормального обслуживания и ремонта, указана в таблице справа.

Следует отметить, что действующие на кровли нагрузки не должны сочетаться ни со снегом, ни с ветром.

[вверх] Снеговые нагрузки

Снеговые нагрузки иногда могут быть преобладающей гравитационной нагрузкой.Их значение должно быть определено в соответствии с BS EN 1991-1-3 ^[5] и его Национальным приложением Великобритании ^[6] — определение снеговых нагрузок описано в главе 3 Руководства для проектировщиков стальных конструкций.

Любые условия вылета должны быть учтены не только в конструкции самой рамы, но также и в конструкции прогонов, поддерживающих кровельную обшивку. Интенсивность нагрузки в положении максимального заноса часто превышает базовую минимальную равномерную снеговую нагрузку. Расчет сносной нагрузки и связанная с этим конструкция прогонов упростили основные производители прогонов, большинство из которых предлагают бесплатное программное обеспечение для ускорения проектирования.

[вверх] Ветровые воздействия

Ветровые воздействия в Великобритании следует определять с использованием стандарта BS EN 1991-1-4 ^[7] и его национального приложения ^[8] для Великобритании. Этот Еврокод предоставляет большие возможности для национальных корректировок, и поэтому его приложение является существенным документом.

Ветровые воздействия по своей природе сложны и могут повлиять на окончательный дизайн большинства зданий. Проектировщик должен сделать тщательный выбор между полностью строгой и комплексной оценкой воздействия ветра и использованием упрощений, которые упрощают процесс проектирования, но делают нагрузки более консервативными.Бесплатное программное обеспечение для определения давления ветра можно приобрести у производителей прогонов.

Для получения дополнительных советов см. Главу 3 Руководства по проектированию стальных конструкций и SCI P394.

Калькулятор ветровой нагрузки

[вверх] Крановые механизмы

Козловые балки с мостовым краном

Самая распространенная форма крановых работ — подвесной кран, работающий на балках, поддерживаемых колоннами.Балки крепятся на консольных кронштейнах или, в более тяжелых случаях, на сдвоенных колоннах.

Помимо собственного веса кранов и их нагрузок, необходимо учитывать эффекты ускорения и замедления. Для простых кранов это квазистатический подход с усиленными нагрузками.

Для тяжелых, быстроходных или многоколесных кранов припуски следует специально рассчитывать со ссылкой на производителя.

[вверх] Случайные действия

Общие проектные ситуации, которые рассматриваются как случайные проектные ситуации:

• Нанесенный снегопад, определенный согласно Приложению B к BS EN 1991-1-3 ^[5]
• Открытие основного отверстия, которое, как предполагалось, было закрыто по ULS

Каждый проект должен оцениваться индивидуально, могут ли какие-либо другие случайные воздействия повлиять на конструкцию.

[вверху] Прочность

Требования к прочности разработаны, чтобы гарантировать, что любое структурное обрушение не является непропорциональным его причине. BS EN 1990 ^[2] устанавливает требования к проектированию и строительству прочных зданий во избежание непропорционального обрушения в непредвиденных проектных ситуациях. BS EN 1991-1-7 ^[9] подробно описывает, как это требование должно выполняться.

Для многих конструкций портальной рамы не требуется специальных положений для удовлетворения требований к прочности, установленных Еврокодом.

Для получения дополнительной информации о надежности обратитесь к SCI P391.

[вверх] Пожар

Механизм обрушения портала с навесом при пожаре, граничное условие по сетке 2 и 3.

В Великобритании конструкционная сталь в одноэтажных зданиях обычно не требует огнестойкости. Наиболее распространенная ситуация, в которой требуется противопожарная защита стальных конструкций, — это предотвращение распространения огня на соседние здания, известное как граничное условие. Есть небольшое количество других, редких случаев, например, по требованию страховой компании, когда может потребоваться структурная противопожарная защита.

Когда рама портала приближается к границе, существует несколько требований, направленных на предотвращение распространения огня за счет сохранения целостности границы:

• Применение огнестойкой облицовки
• Применение огнезащиты стали до нижней стороны бедра
• Обеспечение устойчивости к моменту основания (поскольку предполагается, что в условиях пожара стропила входят в контактную сеть)

Подробные рекомендации доступны в SCI P313.

[вверх] Комбинации действий

BS EN 1990 ^[2] дает правила для установления комбинаций действий со значениями соответствующих факторов, приведенными в Национальном приложении Великобритании ^[10] . BS EN 1990 ^[2] охватывает как конечное предельное состояние (ULS), так и предельное состояние эксплуатационной пригодности (SLS), хотя для SLS в дальнейшем делается ссылка на коды материалов (например, BS EN 1993-1-1 ^{[11 ]} для стальных конструкций), чтобы определить, какое выражение следует использовать и какие пределы SLS следует соблюдать.

Следует учитывать все комбинации действий, которые могут происходить вместе, однако, если определенные действия не могут применяться одновременно, их не следует объединять.

Руководство по применению правил Еврокода для комбинаций действий можно найти в SCI P362 и, особенно для фреймов портала, в SCI P399.

[вверху] Анализ кадра в ULS

В предельном состоянии (ULS) методы анализа каркаса в целом делятся на два типа: упругий анализ и пластический анализ.

[вверх] Анализ пластмасс

Диаграмма изгибающего момента, полученная в результате пластического анализа симметричной портальной рамы при симметричной нагрузке

Термин «пластический анализ» используется для обозначения как жестко-пластического, так и упругопластического анализа. Анализ пластичности обычно приводит к получению более экономичной рамы, поскольку он позволяет относительно большое перераспределение изгибающих моментов по всей раме из-за пластических поворотов шарниров. Эти пластические повороты шарниров происходят на участках, где изгибающий момент достигает пластического момента или сопротивления поперечного сечения при нагрузках ниже полной нагрузки ULS.

Обычно считается, что вращения локализованы на «пластиковых петлях» и позволяют мобилизовать возможности недостаточно используемых частей рамы. По этой причине элементы, в которых могут возникать пластиковые петли, должны быть секциями класса 1, способными выдерживать повороты.

На рисунке показаны типичные положения, в которых пластиковые петли образуются в портальной раме.Две петли приводят к обрушению, но в проиллюстрированном примере из-за симметрии проектировщикам необходимо учитывать все возможные места расположения петель.

[вверх] Анализ упругости

Типичная диаграмма изгибающего момента, полученная в результате анализа упругости рамы с закрепленными на штифтах основаниями, показана на рисунке ниже. В этом случае максимальный момент (на карнизе) выше, чем рассчитанный на основе пластического анализа. И колонна, и бедро должны быть рассчитаны на эти большие изгибающие моменты.

В тех случаях, когда деформация (SLS) определяет конструкцию, использование анализа пластичности для ULS может оказаться бесполезным. Если выбрать более жесткие секции для контроля прогибов, вполне возможно, что не образуются пластиковые петли, и рама остается эластичной при ULS.

• Диаграмма изгибающего момента, полученная в результате анализа упругости симметричной портальной рамы при симметричной нагрузке

• Программное обеспечение для анализа кадров портала
  (модель Fastrak любезно предоставлена ​​Trimble)

[вверху] Стабильность рамы в плоскости

Когда какая-либо рама нагружена, она прогибается, и ее форма под нагрузкой отличается от недеформированной формы.Отклонение имеет ряд эффектов:

• Вертикальные нагрузки эксцентричны по отношению к основаниям, что приводит к дальнейшему прогибу
• Верхушка опускается, уменьшая выгибание
• Элементы кривой приложенных моментов; Осевое сжатие в изогнутых элементах вызывает повышенную кривизну (что может восприниматься как снижение жесткости).

В совокупности эти эффекты означают, что рама менее устойчива (ближе к схлопыванию), чем предполагает анализ первого порядка.Цель оценки устойчивости рамы — определить, является ли разница значительной.

[вверх] Эффекты второго порядка

Эффекты P-δ и P-Δ в портальной раме

Описанные выше геометрические эффекты являются эффектами второго порядка, и их не следует путать с нелинейным поведением материалов.
Как показано на рисунке, существует две категории эффектов второго порядка:

• Эффекты смещения пересечений стержней, обычно называемые эффектами P-Δ.BS EN 1993-1-1 ^[11] описывает это как эффект деформированной геометрии.
• Эффекты прогибов по длине стержней, обычно называемые эффектами P-δ.

Анализ второго порядка — это термин, используемый для описания методов анализа, в которых эффекты увеличения прогиба при возрастающей нагрузке явно учитываются в решении, так что результаты включают эффекты P-δ и P-Δ.

[вверху] Анализ первого и второго порядков

Для пластического анализа каркасов или упругого анализа каркасов выбор анализа первого или второго порядка зависит от гибкости каркаса в плоскости, характеризуемой вычислением коэффициента α _cr .

[вверх] Расчет

α _cr

Эффекты деформированной геометрии (эффекты P-Δ) оцениваются в BS EN 1993–1–1 ^[11] путем вычисления коэффициента α _cr , определяемого как:

где:

F _cr — упругая критическая нагрузка при продольном изгибе для режима глобальной нестабильности, основанная на начальной упругой жесткости

F _Ed — расчетная нагрузка на конструкцию.

α _cr можно найти с помощью программного обеспечения или с помощью аппроксимации (выражение 5.2 из BS EN 1993-1-1 ^[11] ), если рама соответствует определенным геометрическим ограничениям и осевой силе в стропиле. не является «значимым». В Еврокоде приведены правила, определяющие, когда осевое усилие является значительным. Когда кадр выходит за указанные пределы, как в случае очень многих ортодоксальных кадров, упрощенное выражение использовать нельзя. В этих обстоятельствах можно использовать альтернативное выражение для вычисления приблизительного значения α _cr , обозначаемого как α _{cr, est} .Более подробная информация представлена ​​в SCI P399.

[вверху] Чувствительность к воздействию деформированной геометрии

Ограничения на использование анализа первого порядка определены в BS EN 1993–1–1 ^[11] , раздел 5.2.1 (3) и Национальном приложении Великобритании ^[12] , раздел NA.2.9 как:

Для расчета упругости: α _cr ≥ 10

Для анализа пластмасс:

• α _cr ≥ 5 для комбинаций с гравитационным нагружением с дефектами рамы,

при условии, что:
a) пролет L не превышает 5-кратную среднюю высоту колонн

b) h _r удовлетворяет критерию: ( h _r / s _a ) ² + ( h _r / s _b ) ² ≤ 0. 5
где s _a и s _b — горизонтальные расстояния от вершины до столбцов.
Для симметричной рамы это выражение упрощается до h _r ≤ 0,25 L .

• α _cr ≥ 10 для комбинаций с гравитационным нагружением с дефектами каркаса для облицовочных конструкций при условии, что не учитываются эффекты жесткости стеновых панелей, заполненных каменной кладкой, или диафрагм из профилированной листовой стали

[вверх] Проект

После завершения анализа с учетом эффектов второго порядка, если необходимо, элементы рамы должны быть проверены.

Необходимо проверить сопротивление поперечного сечения и сопротивление продольному изгибу элементов. Изгибание элементов в плоскости (с использованием выражения 6.61 в BS EN 1993-1-1 ^[11] ) не нужно проверять, поскольку считается, что общий анализ учитывает все существенные эффекты в плоскости. SCI P399 определяет вероятные критические зоны для проверки члена. SCI P397 содержит числовые примеры проверок членов.

[вверху] Сопротивление поперечного сечения

Стержень должен быть проверен на изгиб, осевое сопротивление и сопротивление сдвигу.Если сдвигающее или осевое усилие велико, сопротивление изгибу уменьшается, поэтому необходимо проверить комбинированное поперечное усилие, изгибающее и осевое усилие и сопротивление изгибу. В типичных портальных рамах ни сила сдвига, ни осевая нагрузка недостаточно высоки, чтобы снизить сопротивление изгибу. Когда портальная рама образует пояс распорной системы, осевая нагрузка на стропило может быть значительной, и эту комбинацию действий следует проверить.

Хотя необходимо проверить все поперечные сечения, наиболее вероятными ключевыми точками являются положения максимального изгибающего момента:

• В колонне в нижней части бедра
• В стропила на остром конце бедра
• В стропиле в месте максимального провисания, примыкающем к вершине.

[вверх] Стабильность элемента

Схематическое изображение стропильной рамы портала

На рисунке схематично показаны проблемы, которые необходимо решить при рассмотрении устойчивости элемента в раме портала, в данном примере — стропила между карнизом и вершиной. Следует отметить следующие моменты:

• Purlins обеспечивают промежуточную боковую фиксацию на одном фланце.В зависимости от диаграммы изгибающего момента это может быть либо натяжной, либо компрессионный фланец

.

• Ограничения для внутреннего фланца могут быть предусмотрены в местах прогонов, создавая ограничение на скручивание в этом месте.

В плоскости, проверка продольного изгиба стержня не требуется, так как глобальный анализ учел все существенные эффекты в плоскости. В ходе анализа учтены все значимые эффекты второго порядка, а дефекты рамы обычно учитываются путем включения в анализ эквивалентной горизонтальной силы.Эффект от недостатков плоского элемента достаточно мал, чтобы его можно было игнорировать.

Поскольку в стропиле рамы портала нет моментов малых осей, Expression 6.62 упрощается до:

[вверх] Конструкция и устойчивость стропил

В плоскости каркаса стропила подвержены воздействию высоких изгибающих моментов, которые варьируются от максимального момента «заедания» в стыке с колонной до минимального провисающего момента вблизи вершины. Сжатие вводится в стропилах из-за воздействий на каркас.На стропила не действуют малые осевые моменты.
Оптимальная конструкция стропил портальной рамы обычно достигается за счет использования:

• Поперечное сечение с высоким отношением I _yy к I _zz , которое соответствует требованиям класса 1 или 2 при комбинированном изгибе по главной оси и осевом сжатии.
• Вёдра, выступающая от колонны примерно на 10% ширины рамы. Как правило, это будет означать, что максимальные моменты прогиба и провисания на гладкой длине стропил имеют одинаковую величину.

[вверху] Остойчивость вне плоскости

Прогоны, прикрепленные к верхней полке стропила, обеспечивают устойчивость элемента несколькими способами:

• Прямое боковое ограничение при сжатии внешнего фланца
• Промежуточное поперечное ограничение натяжного фланца между ограничителями скручивания, когда внешний фланец находится в напряжении
• Торсионное и поперечное ограничение стропила, когда прогон прикреплен к натяжному фланцу и используется вместе со стропильными подпорками к сжатому фланцу.

Первоначально завершаются проверки вне плоскости, чтобы убедиться, что ограничители расположены в соответствующих положениях и на определенном расстоянии.

[вверх] Гравитационная комбинация действий

Типовое расположение прогонов и стропил для комбинации сил тяжести

На рисунке показано типичное распределение момента для комбинации сил силы тяжести, типичных положений прогонов и ограничителей, а также зон устойчивости, которые упоминаются далее.

Purlins обычно размещаются на расстоянии до 1,8 м, но это расстояние может потребоваться уменьшить в областях с высоким моментом вблизи карниза.

В зоне А нижний фланец бедра сжимается. Проверка устойчивости осложняется изменением геометрии бедра. Нижний фланец частично или полностью находится в состоянии сжатия по длине зоны B. В зоне C прогоны обеспечивают поперечное ограничение верхнего (сжатого) фланца.

Выбор соответствующей проверки зависит от наличия пластмассового шарнира, формы диаграммы изгибающего момента и геометрии сечения (три фланца или два фланца).Цель проверок — обеспечить достаточные ограничения для обеспечения устойчивости стропила вне плоскости.

Подробное руководство по проверке внеплоскостной устойчивости можно найти в SCI P399.

[вверх] Состояние поднятия

Типовое расположение прогонов и стропил для приподнятого состояния

В приподнятом состоянии верхняя полка бедра будет сжиматься и будет удерживаться прогонами.Моменты и осевые силы меньше, чем в комбинации гравитационной нагрузки. Поскольку бедро устойчиво в сочетании действий силы тяжести, оно, безусловно, будет таким и в приподнятом состоянии, по крайней мере, при удерживании, и при пониженных нагрузках.

В зоне F прогоны не будут ограничивать нижний фланец, который находится в состоянии сжатия.

Стропило необходимо проверять между ограничениями на скручивание. Ограничитель скручивания обычно предусматривается рядом с вершиной. Стропило может быть устойчивым между этой точкой и виртуальным ограничителем в точке контровгиба, так как моменты в комбинации подъема обычно скромны.Если стропила нестабильна на этой длине, следует ввести дополнительные ограничения на скручивание и проверить каждую длину стропила.

[вверху] В плоскости

Никаких проверок стропил в плоскости не требуется, так как все существенные эффекты в плоскости были учтены в общем анализе.

[вверх] Конструкция и устойчивость колонны

Типовая колонна портальной рамы с пластиковым шарниром на нижней стороне бедра

Наиболее нагруженная область стропила усилена бедрами.Напротив, на колонну действует аналогичный изгибающий момент на нижней стороне бедра, но без какого-либо дополнительного усиления.

Оптимальная конструкция большинства колонн обычно достигается за счет использования:

• Поперечное сечение с высоким отношением I _yy к I _zz , которое соответствует классу 1 или классу 2 при комбинированном изгибе по главной оси и осевом сжатии
• Модуль упругости пластического сечения примерно на 50% больше, чем у стропила.

Размер колонны обычно определяется на стадии предварительного проектирования на основе требуемых сопротивлений изгибу и сжатию.

Независимо от того, является ли рама пластической или упругой, на нижней стороне бедра всегда должно быть предусмотрено ограничение на скручивание. Это может быть от боковой направляющей, расположенной на этом уровне, или каким-либо другим способом. Могут потребоваться дополнительные ограничения на скручивание между нижней стороной бедра и основанием стойки, поскольку боковые рельсы прикреплены к (внешнему) натяжному фланцу; если не предусмотрены ограничители, внутренний компрессионный фланец не фиксируется.Нельзя полагаться на то, что боковая направляющая, которая не является непрерывной (например, прерывается промышленными воротами), обеспечивает достаточную фиксацию. Сечение колонны может потребоваться увеличить, если не могут быть предусмотрены промежуточные ограничения для сжатого фланца.

Наличие пластиковой петли будет зависеть от нагрузки, геометрии и выбора секций колонн и стропил. Так же, как и для стропил, необходимо проверить внеплоскостную устойчивость.

[вверху] Остойчивость вне плоскости

Если имеется пластиковый шарнир на нижней стороне бедра, расстояние до соседнего ограничителя скручивания должно быть меньше предельного расстояния L _м , как указано в BS EN 1993-1-1 ^[11] Пункт BB.3.1.1.

Можно продемонстрировать, что ограничение скручивания не требуется на боковой направляющей, непосредственно примыкающей к шарниру, но может быть обеспечено на некотором большем расстоянии. В этом случае между торсионными ограничителями будут промежуточные боковые ограничения.

Если устойчивость между торсионными ограничителями не может быть проверена, может потребоваться введение дополнительных торсионных ограничителей. Если невозможно установить дополнительные промежуточные ограничения, размер элемента необходимо увеличить.

Во всех случаях необходимо обеспечить боковой ограничитель в пределах L _м пластмассовой петли.

Когда рама поднимается, момент колонны меняется на противоположный. Изгибающие моменты, как правило, будут значительно меньше, чем при комбинациях гравитационных нагрузок, и колонна, вероятно, останется упругой.

[вверху] В плоскости

Никаких проверок колонн в плоскости не требуется, так как все существенные эффекты в плоскости были учтены в глобальном анализе.

[вверху] Распорка

Крепление в портальной раме
(Изображение любезно предоставлено William Haley Engineering Ltd.)

Стяжки необходимы для сопротивления продольным воздействиям ветра и кранов, а также для удержания элементов.

Полые профили обычно используются в качестве элементов жесткости.

Расположение распорок в типовой портальной раме

[вверху] Распорка вертикальная

Общие системы распорок

Основными функциями вертикальных распорок в боковых стенках рамы являются:

• Для передачи горизонтальных нагрузок на землю.Горизонтальные силы включают силы ветра и кранов
• Для создания жесткого каркаса, к которому могут быть прикреплены боковые поручни и облицовка, чтобы рельсы, в свою очередь, могли обеспечивать устойчивость колонн
• Для обеспечения временной устойчивости во время монтажа.

Распорка может располагаться:

• На одном или обоих концах здания
• В длине дома
• В каждой части между компенсаторами (там, где они есть).

Если распорка боковой стены не находится в том же отсеке, что и поперечная распорка в крыше, карнизная распорка необходима для передачи усилий от распорки крыши на распорку стены. Также потребуется распорка карниза:

• Для обеспечения надлежащего закрепления верхних частей колонн в положении
• Для оказания помощи при строительстве конструкции
• Для стабилизации верхних частей колонн, если существует граничное условие пожара

[вверх] Портализированные отсеки

Продольная устойчивость с использованием портальных пролетов

В тех случаях, когда сложно или невозможно закрепить раму по вертикали с помощью обычных распорок, необходимо установить стойкие к моменту рамы на возвышениях в одном или нескольких отсеках.

В дополнение к общему пределу эксплуатационной пригодности по прогибу h /300, где h — высота портального пролета, предлагается следующее:

[вверх] Стяжки для ограничения продольных нагрузок от кранов

Дополнительная распорка в плоскости подкрановой балки

Если кран поддерживается непосредственно рамой, продольная импульсная сила будет эксцентричной по отношению к колонне и будет иметь тенденцию вызывать скручивание колонны, если не предусмотрено дополнительное ограничение.Горизонтальная ферма на уровне верхнего фланца подкрановой балки или, для более легких кранов, горизонтальный элемент на внутренней поверхности фланца колонны, привязанный к вертикальной распорке, может быть достаточным для обеспечения необходимого ограничения.

При больших горизонтальных усилиях необходимо предусмотреть дополнительные подкосы в плоскости подкрановой балки.

[вверху] План раскоса

Вид сверху, показывающий оба концевых отсека с подкосами

План раскосов расположен в плоскости кровли.Основными функциями планки распорок являются:

Для эффективной передачи силы ветра поперечная распорка должна соединяться с верхней частью столбов фронтона.

[вверху] Ограничитель для внутренних фланцев

Ограничение внутренних полок стропил или колонн часто наиболее удобно образовывать диагональными распорками, соединяющими прогоны или ограждающие планки с небольшими пластинами, приваренными к внутреннему фланцу и стенке. Обычно используются плоские стяжки из прессованной стали. Если удерживание возможно только с одной стороны, удерживающее устройство должно выдерживать сжатие.В этих местах необходимо использовать угловые секции размером не менее 40 × 40 мм. Стойка и ее соединения должны быть спроектированы таким образом, чтобы противостоять силе, равной 2,5% максимальной силы в опорной стойке или стропильной полке между соседними ограничителями.

[вверху] Подключения

Основными соединениями в раме портала являются соединения карниза и вершины, которые обладают сопротивлением моменту. В частности, соединение карниза обычно должно выдерживать очень большой изгибающий момент. Соединения карниза и вершины, вероятно, будут перевернуты при определенных комбинациях действий, и это может быть важным конструктивным случаем.В целях экономии следует располагать соединения таким образом, чтобы свести к минимуму необходимость в дополнительной арматуре (обычно называемой ребрами жесткости). Обычно это достигается за счет:

• Увеличение глубины бедра (увеличение плеч рычагов)
• Расширение соединения карниза над верхней полкой стропила (дополнительный ряд болтов)
• Добавление рядов болтов
• Выбор более прочной секции колонны.

Конструкция муфт сопротивления подробно описана в SCI P398.

• Типовые соединения портальной рамы

Соединения на резьбе

[вверх] Основания колонн

Типовая номинально закрепленная база

В большинстве случаев предусматривается номинально закрепленное основание из-за сложности и затрат на обеспечение жесткого основания.Жесткое основание потребует более дорогих деталей основания, но, что более важно, фундамент также должен выдерживать момент, что значительно увеличивает затраты по сравнению с номинально закрепленным основанием.

Если основание колонны номинально закреплено штифтами, рекомендуется смоделировать основание как идеально закрепленное при использовании общего анализа упругости для расчета моментов и сил в раме при нагрузке ULS.

Жесткость номинально закрепленного основания можно принять равной следующей пропорции жесткости колонны:

• 10% при оценке устойчивости рамы
• 20% при расчете прогибов при эксплуатационных нагрузках.

[вверх] Список литературы

1. ↑ BS EN 1991, Еврокод 1: Воздействие на конструкции (различные части), BSI
2. ↑ ^{2,0 2,1 2,2 2,3} BS EN 1990: 2002 + A1: 2005, Еврокод — Основы проектирования конструкций, BSI
3. ↑ BS EN 1991-1-1: 2002 Еврокод 1: Воздействие на конструкции. Общие действия. Плотность, собственный вес, действующие нагрузки для зданий, BSI
4. ↑ NA к BS EN 1991-1-1: 2002, Национальное приложение Великобритании к Еврокоду 1.Воздействия на конструкции. Общие действия. Плотность, собственный вес, действующие нагрузки для зданий, BSI
5. ↑ ^{5,0 5,1} BS EN 1991-1-3: 2003 + A1: 2015 Еврокод 1. Воздействие на конструкции. Общие действия. Снеговые нагрузки, BSI
6. ↑ NA + A2: 18 к BS EN 1991-1-3: 2003 + A1: 2015, Национальное приложение Великобритании к Еврокоду 1. Воздействие на конструкции. Общие действия. Снеговые нагрузки, BSI
7. ↑ BS EN 1991-1-4: 2005 + A1: 2010 Еврокод 1. Воздействие на конструкции. Общие действия. Ветровые воздействия, BSI
8. ↑ NA к BS EN 1991-1-4: 2005 + A1: 2010 Национальное приложение Великобритании к Еврокоду 1.Воздействия на конструкции. Общие действия. Ветровые воздействия, BSI
9. ↑ BS EN 1991-1-7: 2006 + A1: 2014 Еврокод 1. Воздействие на конструкции. Общие действия. Случайные действия, BSI
10. ↑ NA к BS EN 1990: 2002 + A1: 2005 Национальное приложение Великобритании для Еврокода. Основы структурного проектирования, BSI
11. ↑ ^{11,0 11,1 11,2 11,3 11,4 11,5 11,6} BS EN 1993-1-1: 2005 + A1: 2014, Еврокод 3: Проектирование стальных конструкций.Общие правила и правила для зданий, BSI
12. ↑ NA + A1: 2014 к BS EN 1993-1-1: 2005 + A1: 2014, Национальное приложение Великобритании к Еврокоду 3: Проектирование стальных конструкций Общие правила и правила для зданий, BSI

[наверх] Дополнительная литература

[вверх] Ресурсы

• SCI P292 Стабильность рам портала в плоскости согласно BS 5950-1: 2000, 2001
• SCI P281 Design of Curved Steel, 2001
• SCI P313 Одноэтажные здания со стальным каркасом в условиях противопожарной защиты, 2002
• SCI P362 Проектирование стальных зданий: краткие Еврокоды, 2009 г.
• SCI P391 Структурная устойчивость зданий со стальным каркасом, SCI, 2001
• SCI P394 Воздействие ветра согласно BS EN 1991-1-4, SCI, 2013
• SCI P397 Упругая конструкция однопролетных зданий со стальным портальным каркасом в соответствии с Еврокодом 3, 2013 г.
• SCI P398 Соединения в стальных конструкциях: моментные соединения согласно Еврокоду 3, 2013
• SCI P399 Проектирование зданий со стальной портальной рамой по Еврокоду 3, 2015

[вверху] См. Также

[вверх] Внешние ссылки

Рамы порталов — SteelConstruction.info

Рамы порталов, как правило, представляют собой малоэтажные конструкции, состоящие из колонн и горизонтальных или наклонных стропил, соединенных прочными соединениями. Устойчивость к боковым и вертикальным воздействиям обеспечивается за счет жесткости соединений и жесткости элементов на изгиб, которую можно увеличить за счет подходящего прогиба или углубления стропильных секций. Эта форма непрерывной рамной конструкции устойчива в своей плоскости и обеспечивает свободный пролет, которому не препятствуют распорки.
Портальные рамы очень распространены, на самом деле 50% конструкционной стали, используемой в Великобритании, приходится на конструкцию портальных рам.Они очень эффективны для ограждения больших объемов, поэтому их часто используют в промышленных, складских, розничных и коммерческих целях, а также в сельскохозяйственных целях.
В этой статье описываются анатомия и различные типы рамы портала, а также основные соображения по проектированию.

Рама многоярусного портала во время строительства

[вверху] Анатомия типичной портальной рамы

Основные элементы портального каркасного дома

Портально-каркасное здание состоит из ряда поперечных рам, скрепленных продольно.Первичная стальная конструкция состоит из колонн и стропил, образующих рамы портала, и распорок. Концевой каркас (двускатный каркас) может быть как портальным, так и раскосным из колонн и стропил.

Легкие вторичные стальные конструкции состоят из боковых перил для стен и прогонов для крыши. Вторичные стальные конструкции поддерживают ограждающую конструкцию здания, но также играют важную роль в ограничении основных стальных конструкций.

Кровля и облицовка стен отделяют замкнутое пространство от внешней среды, а также обеспечивают термическую и звукоизоляцию.Конструктивная роль облицовки заключается в передаче нагрузок на второстепенные стальные конструкции, а также в ограничении фланца прогона или рельса, к которым она прикреплена.

Поперечный разрез рамы портала и ее ограничителей

Каркасные конструкции портала — обзор

[вверх] Типы портальных рам

Может быть сконструировано множество различных форм портальных рам.Типы фреймов, описанные ниже, дают обзор типов конструкции портала с проиллюстрированными типичными особенностями. Эта информация предоставляет только типичные детали и не предназначена для установления каких-либо ограничений на использование какой-либо конкретной структурной формы.

[вверху] Соображения по конструкции

При проектировании и строительстве любой конструкции на каждом этапе процесса проектирования следует учитывать большое количество взаимосвязанных проектных требований.Следующее обсуждение процесса проектирования и его составных частей предназначено для того, чтобы дать проектировщику понимание взаимосвязи различных элементов конструкции с ее окончательной конструкцией, чтобы решения, необходимые на каждом этапе, могли быть приняты с пониманием. их последствий.

[вверх] Выбор материала и профиля

Стальные профили, используемые в конструкциях портальной рамы, обычно относятся к стали марки С355.

В портальных рамах с пластмассовой конструкцией пластиковые секции класса 1 должны использоваться в поворотных положениях шарниров, компактные секции класса 2 могут использоваться в других местах.

[вверху] Размеры рамы

Размеры, используемые для анализа и очистки внутренних размеров

Критическое решение на этапе концептуального проектирования — это общая высота и ширина рамы, чтобы обеспечить адекватные четкие внутренние размеры и достаточный зазор для внутренних функций здания.

[вверху] Пролет и высота в свету

Требуемый клиентом пролет и высота в свету являются ключевыми для определения размеров, которые будут использоваться при проектировании, и должны быть установлены на ранних этапах процесса проектирования.Требование клиента, вероятно, будет заключаться в свободном расстоянии между фланцами двух колонн — следовательно, пролет будет больше на глубину сечения. Необходимо установить любые требования к кладке из кирпича или блоков вокруг колонн, так как это может повлиять на расчетный интервал.

Если указана внутренняя высота в свету, она обычно измеряется от уровня готового пола до нижней стороны бедра или подвесного потолка, если таковой имеется.

[вверху] Основная рама

Основные (портальные) рамы, как правило, изготавливаются из секций UB со значительной секцией свеса карниза, которую можно вырезать из катаного профиля или изготовить из листа.Типичная рама характеризуется:

• Пролет от 15 до 50 м
• Высота в свету (от верхней части пола до нижней стороны бедра) от 5 до 12 м
• Уклон кровли от 5 ° до 10 ° (обычно используется 6 °)
• Расстояние между рамами от 6 до 8 м
• Выемки в стропилах по свесу и вершине
• Коэффициент жесткости между колонной и стропильной секцией примерно 1,5
• Облегченные прогоны и боковые перила
• Облегченные диагональные стяжки некоторых прогонов и боковых перил для ограничения внутреннего фланца рамы в определенных местах.

[вверху] Размеры пучка

Типичная бедра с ограничителями

Использование подвеса на карнизе уменьшает требуемую глубину стропила за счет увеличения моментного сопротивления элемента, в котором приложенные моменты максимальны. Задняя часть также увеличивает жесткость рамы, уменьшает прогибы и способствует эффективному болтовому соединению момента.

Вута карниза обычно вырезается из прокатного профиля того же размера, что и стропила, или из одного немного большего размера, и приваривается к нижней стороне стропила.Длина вута карниза обычно составляет 10% от пролета рамы. Длина бедра обычно означает, что момент провисания на конце бедра приблизительно равен наибольшему моменту провисания вблизи вершины. Глубина от оси стропила до нижней стороны бедра составляет примерно 2% от пролета.

Верхушка бедра может быть вырезана из катаного профиля — часто того же размера, что и стропила, или изготовлена ​​из листа. Верхняя часть бедра обычно не моделируется при анализе рамы и используется только для облегчения болтового соединения.

[вверх] Позиции удерживающих устройств

Общее расположение ограничителей на внутреннем фланце

При первоначальном проектировании стропильные элементы обычно выбираются в соответствии с их сопротивлением поперечного сечения изгибающему моменту и осевой силе. На более поздних стадиях проектирования необходимо проверить устойчивость к продольному изгибу и разумно расположить ограничители.

Сопротивление продольному изгибу, вероятно, будет более значительным при выборе размера колонны, поскольку обычно имеется меньшая свобода позиционирования рельсов в соответствии с требованиями проекта; положение рельсов может быть продиктовано дверьми или окнами на фасаде.

Если введение промежуточных поперечных ограничителей в колонну невозможно, сопротивление продольному изгибу будет определять первоначальный выбор размера сечения. Поэтому очень важно на этой ранней стадии распознать, можно ли использовать боковые перила для удержания колонн. Только сплошные боковые перила эффективны для обеспечения удержания. Боковые перила, которые прерываются (например) дверью с рольставнями, нельзя полагаться как на обеспечивающую достаточную сдержанность.

Если сжатая полка стропила или колонны не ограничена прогонами и боковыми поручнями, в определенных местах может быть обеспечена фиксация с помощью колонны и стропил по отношению к внутренней полке.

[вверх] Действия

Рекомендации по действиям можно найти в BS EN 1991 ^[1] , а по комбинациям действий в BS EN 1990 ^[2] . Важно обратиться к Национальному приложению Великобритании для получения соответствующей части Еврокода для конструкций, которые будут построены в Великобритании.

[вверх] Постоянные действия

Постоянные воздействия — это собственный вес конструкции, второстепенных стальных конструкций и облицовки. По возможности, удельный вес материалов следует получать из данных производителя.Если информация недоступна, ее можно определить по данным в BS EN 1991-1-1 ^[3] .

[вверх] Служебные нагрузки

Сервисные нагрузки будут сильно различаться в зависимости от использования здания. В портальных рамах большие точечные нагрузки могут возникать из-за подвешенных проходов, вентиляционных установок и т. Д. Необходимо тщательно продумать, где требуются дополнительные средства, поскольку отдельные элементы оборудования должны обрабатываться индивидуально.

В зависимости от использования здания и от того, требуются ли спринклеры, обычно предполагается, что эксплуатационная нагрузка равна 0.1–0,25 кН / м ² на плане по всей площади кровли.

[вверх] Изменяемые действия

[вверх] Предполагаемые нагрузки на крышу

Нагрузки на крыши приведены в UK NA в соответствии с BS EN 1991-1-1 ^[4] и зависят от уклона крыши.Дана точечная нагрузка Q _k , которая используется для локальной проверки материалов крыши и креплений, и равномерно распределенная нагрузка q _k , прикладываемая вертикально. Нагрузка для крыш, недоступных за исключением нормального обслуживания и ремонта, указана в таблице справа.

Следует отметить, что действующие на кровли нагрузки не должны сочетаться ни со снегом, ни с ветром.

[вверх] Снеговые нагрузки

Снеговые нагрузки иногда могут быть преобладающей гравитационной нагрузкой.Их значение должно быть определено в соответствии с BS EN 1991-1-3 ^[5] и его Национальным приложением Великобритании ^[6] — определение снеговых нагрузок описано в главе 3 Руководства для проектировщиков стальных конструкций.

Любые условия вылета должны быть учтены не только в конструкции самой рамы, но также и в конструкции прогонов, поддерживающих кровельную обшивку. Интенсивность нагрузки в положении максимального заноса часто превышает базовую минимальную равномерную снеговую нагрузку. Расчет сносной нагрузки и связанная с этим конструкция прогонов упростили основные производители прогонов, большинство из которых предлагают бесплатное программное обеспечение для ускорения проектирования.

[вверх] Ветровые воздействия

Ветровые воздействия в Великобритании следует определять с использованием стандарта BS EN 1991-1-4 ^[7] и его национального приложения ^[8] для Великобритании. Этот Еврокод предоставляет большие возможности для национальных корректировок, и поэтому его приложение является существенным документом.

Ветровые воздействия по своей природе сложны и могут повлиять на окончательный дизайн большинства зданий. Проектировщик должен сделать тщательный выбор между полностью строгой и комплексной оценкой воздействия ветра и использованием упрощений, которые упрощают процесс проектирования, но делают нагрузки более консервативными.Бесплатное программное обеспечение для определения давления ветра можно приобрести у производителей прогонов.

Для получения дополнительных советов см. Главу 3 Руководства по проектированию стальных конструкций и SCI P394.

Калькулятор ветровой нагрузки

[вверх] Крановые механизмы

Козловые балки с мостовым краном

Самая распространенная форма крановых работ — подвесной кран, работающий на балках, поддерживаемых колоннами.Балки крепятся на консольных кронштейнах или, в более тяжелых случаях, на сдвоенных колоннах.

Помимо собственного веса кранов и их нагрузок, необходимо учитывать эффекты ускорения и замедления. Для простых кранов это квазистатический подход с усиленными нагрузками.

Для тяжелых, быстроходных или многоколесных кранов припуски следует специально рассчитывать со ссылкой на производителя.

[вверх] Случайные действия

Общие проектные ситуации, которые рассматриваются как случайные проектные ситуации:

• Нанесенный снегопад, определенный согласно Приложению B к BS EN 1991-1-3 ^[5]
• Открытие основного отверстия, которое, как предполагалось, было закрыто по ULS

Каждый проект должен оцениваться индивидуально, могут ли какие-либо другие случайные воздействия повлиять на конструкцию.

[вверху] Прочность

Требования к прочности разработаны, чтобы гарантировать, что любое структурное обрушение не является непропорциональным его причине. BS EN 1990 ^[2] устанавливает требования к проектированию и строительству прочных зданий во избежание непропорционального обрушения в непредвиденных проектных ситуациях. BS EN 1991-1-7 ^[9] подробно описывает, как это требование должно выполняться.

Для многих конструкций портальной рамы не требуется специальных положений для удовлетворения требований к прочности, установленных Еврокодом.

Для получения дополнительной информации о надежности обратитесь к SCI P391.

[вверх] Пожар

Механизм обрушения портала с навесом при пожаре, граничное условие по сетке 2 и 3.

В Великобритании конструкционная сталь в одноэтажных зданиях обычно не требует огнестойкости. Наиболее распространенная ситуация, в которой требуется противопожарная защита стальных конструкций, — это предотвращение распространения огня на соседние здания, известное как граничное условие.Есть небольшое количество других, редких случаев, например, по требованию страховой компании, когда может потребоваться структурная противопожарная защита.

Когда рама портала приближается к границе, существует несколько требований, направленных на предотвращение распространения огня за счет сохранения целостности границы:

• Применение огнестойкой облицовки
• Применение огнезащиты стали до нижней стороны бедра
• Обеспечение устойчивости к моменту основания (поскольку предполагается, что в условиях пожара стропила входят в контактную сеть)

Подробные рекомендации доступны в SCI P313.

[вверх] Комбинации действий

BS EN 1990 ^[2] дает правила для установления комбинаций действий со значениями соответствующих факторов, приведенными в Национальном приложении Великобритании ^[10] . BS EN 1990 ^[2] охватывает как конечное предельное состояние (ULS), так и предельное состояние эксплуатационной пригодности (SLS), хотя для SLS в дальнейшем делается ссылка на коды материалов (например, BS EN 1993-1-1 ^{[11 ]} для стальных конструкций), чтобы определить, какое выражение следует использовать и какие пределы SLS следует соблюдать.

Следует учитывать все комбинации действий, которые могут происходить вместе, однако, если определенные действия не могут применяться одновременно, их не следует объединять.

Руководство по применению правил Еврокода для комбинаций действий можно найти в SCI P362 и, особенно для фреймов портала, в SCI P399.

[вверху] Анализ кадра в ULS

В предельном состоянии (ULS) методы анализа каркаса в целом делятся на два типа: упругий анализ и пластический анализ.

[вверх] Анализ пластмасс

Диаграмма изгибающего момента, полученная в результате пластического анализа симметричной портальной рамы при симметричной нагрузке

Термин «пластический анализ» используется для обозначения как жестко-пластического, так и упругопластического анализа. Анализ пластичности обычно приводит к получению более экономичной рамы, поскольку он позволяет относительно большое перераспределение изгибающих моментов по всей раме из-за пластических поворотов шарниров.Эти пластические повороты шарниров происходят на участках, где изгибающий момент достигает пластического момента или сопротивления поперечного сечения при нагрузках ниже полной нагрузки ULS.

Обычно считается, что вращения локализованы на «пластиковых петлях» и позволяют мобилизовать возможности недостаточно используемых частей рамы. По этой причине элементы, в которых могут возникать пластиковые петли, должны быть секциями класса 1, способными выдерживать повороты.

На рисунке показаны типичные положения, в которых пластиковые петли образуются в портальной раме.Две петли приводят к обрушению, но в проиллюстрированном примере из-за симметрии проектировщикам необходимо учитывать все возможные места расположения петель.

[вверх] Анализ упругости

Типичная диаграмма изгибающего момента, полученная в результате анализа упругости рамы с закрепленными на штифтах основаниями, показана на рисунке ниже. В этом случае максимальный момент (на карнизе) выше, чем рассчитанный на основе пластического анализа. И колонна, и бедро должны быть рассчитаны на эти большие изгибающие моменты.

В тех случаях, когда деформация (SLS) определяет конструкцию, использование анализа пластичности для ULS может оказаться бесполезным. Если выбрать более жесткие секции для контроля прогибов, вполне возможно, что не образуются пластиковые петли, и рама остается эластичной при ULS.

• Диаграмма изгибающего момента, полученная в результате анализа упругости симметричной портальной рамы при симметричной нагрузке

• Программное обеспечение для анализа кадров портала
  (модель Fastrak любезно предоставлена ​​Trimble)

[вверху] Стабильность рамы в плоскости

Когда какая-либо рама нагружена, она прогибается, и ее форма под нагрузкой отличается от недеформированной формы.Отклонение имеет ряд эффектов:

• Вертикальные нагрузки эксцентричны по отношению к основаниям, что приводит к дальнейшему прогибу
• Верхушка опускается, уменьшая выгибание
• Элементы кривой приложенных моментов; Осевое сжатие в изогнутых элементах вызывает повышенную кривизну (что может восприниматься как снижение жесткости).

В совокупности эти эффекты означают, что рама менее устойчива (ближе к схлопыванию), чем предполагает анализ первого порядка.Цель оценки устойчивости рамы — определить, является ли разница значительной.

[вверх] Эффекты второго порядка

Эффекты P-δ и P-Δ в портальной раме

Описанные выше геометрические эффекты являются эффектами второго порядка, и их не следует путать с нелинейным поведением материалов.
Как показано на рисунке, существует две категории эффектов второго порядка:

• Эффекты смещения пересечений стержней, обычно называемые эффектами P-Δ.BS EN 1993-1-1 ^[11] описывает это как эффект деформированной геометрии.
• Эффекты прогибов по длине стержней, обычно называемые эффектами P-δ.

Анализ второго порядка — это термин, используемый для описания методов анализа, в которых эффекты увеличения прогиба при возрастающей нагрузке явно учитываются в решении, так что результаты включают эффекты P-δ и P-Δ.

[вверху] Анализ первого и второго порядков

Для пластического анализа каркасов или упругого анализа каркасов выбор анализа первого или второго порядка зависит от гибкости каркаса в плоскости, характеризуемой вычислением коэффициента α _cr .

[вверх] Расчет

α _cr

Эффекты деформированной геометрии (эффекты P-Δ) оцениваются в BS EN 1993–1–1 ^[11] путем вычисления коэффициента α _cr , определяемого как:

где:

F _cr — упругая критическая нагрузка при продольном изгибе для режима глобальной нестабильности, основанная на начальной упругой жесткости

F _Ed — расчетная нагрузка на конструкцию.

α _cr можно найти с помощью программного обеспечения или с помощью аппроксимации (выражение 5.2 из BS EN 1993-1-1 ^[11] ), если рама соответствует определенным геометрическим ограничениям и осевой силе в стропиле. не является «значимым». В Еврокоде приведены правила, определяющие, когда осевое усилие является значительным. Когда кадр выходит за указанные пределы, как в случае очень многих ортодоксальных кадров, упрощенное выражение использовать нельзя. В этих обстоятельствах можно использовать альтернативное выражение для вычисления приблизительного значения α _cr , обозначаемого как α _{cr, est} .Более подробная информация представлена ​​в SCI P399.

[вверху] Чувствительность к воздействию деформированной геометрии

Ограничения на использование анализа первого порядка определены в BS EN 1993–1–1 ^[11] , раздел 5.2.1 (3) и Национальном приложении Великобритании ^[12] , раздел NA.2.9 как:

Для расчета упругости: α _cr ≥ 10

Для анализа пластмасс:

• α _cr ≥ 5 для комбинаций с гравитационным нагружением с дефектами рамы,

при условии, что:
a) пролет L не превышает 5-кратную среднюю высоту колонн

b) h _r удовлетворяет критерию: ( h _r / s _a ) ² + ( h _r / s _b ) ² ≤ 0.5
где s _a и s _b — горизонтальные расстояния от вершины до столбцов.
Для симметричной рамы это выражение упрощается до h _r ≤ 0,25 L .

• α _cr ≥ 10 для комбинаций с гравитационным нагружением с дефектами каркаса для облицовочных конструкций при условии, что не учитываются эффекты жесткости стеновых панелей, заполненных каменной кладкой, или диафрагм из профилированной листовой стали

[вверх] Проект

После завершения анализа с учетом эффектов второго порядка, если необходимо, элементы рамы должны быть проверены.

Необходимо проверить сопротивление поперечного сечения и сопротивление продольному изгибу элементов. Изгибание элементов в плоскости (с использованием выражения 6.61 в BS EN 1993-1-1 ^[11] ) не нужно проверять, поскольку считается, что общий анализ учитывает все существенные эффекты в плоскости. SCI P399 определяет вероятные критические зоны для проверки члена. SCI P397 содержит числовые примеры проверок членов.

[вверху] Сопротивление поперечного сечения

Стержень должен быть проверен на изгиб, осевое сопротивление и сопротивление сдвигу.Если сдвигающее или осевое усилие велико, сопротивление изгибу уменьшается, поэтому необходимо проверить комбинированное поперечное усилие, изгибающее и осевое усилие и сопротивление изгибу. В типичных портальных рамах ни сила сдвига, ни осевая нагрузка недостаточно высоки, чтобы снизить сопротивление изгибу. Когда портальная рама образует пояс распорной системы, осевая нагрузка на стропило может быть значительной, и эту комбинацию действий следует проверить.

Хотя необходимо проверить все поперечные сечения, наиболее вероятными ключевыми точками являются положения максимального изгибающего момента:

• В колонне в нижней части бедра
• В стропила на остром конце бедра
• В стропиле в месте максимального провисания, примыкающем к вершине.

[вверх] Стабильность элемента

Схематическое изображение стропильной рамы портала

На рисунке схематично показаны проблемы, которые необходимо решить при рассмотрении устойчивости элемента в раме портала, в данном примере — стропила между карнизом и вершиной. Следует отметить следующие моменты:

• Purlins обеспечивают промежуточную боковую фиксацию на одном фланце.В зависимости от диаграммы изгибающего момента это может быть либо натяжной, либо компрессионный фланец

.

• Ограничения для внутреннего фланца могут быть предусмотрены в местах прогонов, создавая ограничение на скручивание в этом месте.

В плоскости, проверка продольного изгиба стержня не требуется, так как глобальный анализ учел все существенные эффекты в плоскости. В ходе анализа учтены все значимые эффекты второго порядка, а дефекты рамы обычно учитываются путем включения в анализ эквивалентной горизонтальной силы.Эффект от недостатков плоского элемента достаточно мал, чтобы его можно было игнорировать.

Поскольку в стропиле рамы портала нет моментов малых осей, Expression 6.62 упрощается до:

[вверх] Конструкция и устойчивость стропил

В плоскости каркаса стропила подвержены воздействию высоких изгибающих моментов, которые варьируются от максимального момента «заедания» в стыке с колонной до минимального провисающего момента вблизи вершины. Сжатие вводится в стропилах из-за воздействий на каркас.На стропила не действуют малые осевые моменты.
Оптимальная конструкция стропил портальной рамы обычно достигается за счет использования:

• Поперечное сечение с высоким отношением I _yy к I _zz , которое соответствует требованиям класса 1 или 2 при комбинированном изгибе по главной оси и осевом сжатии.
• Вёдра, выступающая от колонны примерно на 10% ширины рамы. Как правило, это будет означать, что максимальные моменты прогиба и провисания на гладкой длине стропил имеют одинаковую величину.

[вверху] Остойчивость вне плоскости

Прогоны, прикрепленные к верхней полке стропила, обеспечивают устойчивость элемента несколькими способами:

• Прямое боковое ограничение при сжатии внешнего фланца
• Промежуточное поперечное ограничение натяжного фланца между ограничителями скручивания, когда внешний фланец находится в напряжении
• Торсионное и поперечное ограничение стропила, когда прогон прикреплен к натяжному фланцу и используется вместе со стропильными подпорками к сжатому фланцу.

Первоначально завершаются проверки вне плоскости, чтобы убедиться, что ограничители расположены в соответствующих положениях и на определенном расстоянии.

[вверх] Гравитационная комбинация действий

Типовое расположение прогонов и стропил для комбинации сил тяжести

На рисунке показано типичное распределение момента для комбинации сил силы тяжести, типичных положений прогонов и ограничителей, а также зон устойчивости, которые упоминаются далее.

Purlins обычно размещаются на расстоянии до 1,8 м, но это расстояние может потребоваться уменьшить в областях с высоким моментом вблизи карниза.

В зоне А нижний фланец бедра сжимается. Проверка устойчивости осложняется изменением геометрии бедра. Нижний фланец частично или полностью находится в состоянии сжатия по длине зоны B. В зоне C прогоны обеспечивают поперечное ограничение верхнего (сжатого) фланца.

Выбор соответствующей проверки зависит от наличия пластмассового шарнира, формы диаграммы изгибающего момента и геометрии сечения (три фланца или два фланца).Цель проверок — обеспечить достаточные ограничения для обеспечения устойчивости стропила вне плоскости.

Подробное руководство по проверке внеплоскостной устойчивости можно найти в SCI P399.

[вверх] Состояние поднятия

Типовое расположение прогонов и стропил для приподнятого состояния

В приподнятом состоянии верхняя полка бедра будет сжиматься и будет удерживаться прогонами.Моменты и осевые силы меньше, чем в комбинации гравитационной нагрузки. Поскольку бедро устойчиво в сочетании действий силы тяжести, оно, безусловно, будет таким и в приподнятом состоянии, по крайней мере, при удерживании, и при пониженных нагрузках.

В зоне F прогоны не будут ограничивать нижний фланец, который находится в состоянии сжатия.

Стропило необходимо проверять между ограничениями на скручивание. Ограничитель скручивания обычно предусматривается рядом с вершиной. Стропило может быть устойчивым между этой точкой и виртуальным ограничителем в точке контровгиба, так как моменты в комбинации подъема обычно скромны.Если стропила нестабильна на этой длине, следует ввести дополнительные ограничения на скручивание и проверить каждую длину стропила.

[вверху] В плоскости

Никаких проверок стропил в плоскости не требуется, так как все существенные эффекты в плоскости были учтены в общем анализе.

[вверх] Конструкция и устойчивость колонны

Типовая колонна портальной рамы с пластиковым шарниром на нижней стороне бедра

Наиболее нагруженная область стропила усилена бедрами.Напротив, на колонну действует аналогичный изгибающий момент на нижней стороне бедра, но без какого-либо дополнительного усиления.

Оптимальная конструкция большинства колонн обычно достигается за счет использования:

• Поперечное сечение с высоким отношением I _yy к I _zz , которое соответствует классу 1 или классу 2 при комбинированном изгибе по главной оси и осевом сжатии
• Модуль упругости пластического сечения примерно на 50% больше, чем у стропила.

Размер колонны обычно определяется на стадии предварительного проектирования на основе требуемых сопротивлений изгибу и сжатию.

Независимо от того, является ли рама пластической или упругой, на нижней стороне бедра всегда должно быть предусмотрено ограничение на скручивание. Это может быть от боковой направляющей, расположенной на этом уровне, или каким-либо другим способом. Могут потребоваться дополнительные ограничения на скручивание между нижней стороной бедра и основанием стойки, поскольку боковые рельсы прикреплены к (внешнему) натяжному фланцу; если не предусмотрены ограничители, внутренний компрессионный фланец не фиксируется.Нельзя полагаться на то, что боковая направляющая, которая не является непрерывной (например, прерывается промышленными воротами), обеспечивает достаточную фиксацию. Сечение колонны может потребоваться увеличить, если не могут быть предусмотрены промежуточные ограничения для сжатого фланца.

Наличие пластиковой петли будет зависеть от нагрузки, геометрии и выбора секций колонн и стропил. Так же, как и для стропил, необходимо проверить внеплоскостную устойчивость.

[вверху] Остойчивость вне плоскости

Если имеется пластиковый шарнир на нижней стороне бедра, расстояние до соседнего ограничителя скручивания должно быть меньше предельного расстояния L _м , как указано в BS EN 1993-1-1 ^[11] Пункт BB.3.1.1.

Можно продемонстрировать, что ограничение скручивания не требуется на боковой направляющей, непосредственно примыкающей к шарниру, но может быть обеспечено на некотором большем расстоянии. В этом случае между торсионными ограничителями будут промежуточные боковые ограничения.

Если устойчивость между торсионными ограничителями не может быть проверена, может потребоваться введение дополнительных торсионных ограничителей. Если невозможно установить дополнительные промежуточные ограничения, размер элемента необходимо увеличить.

Во всех случаях необходимо обеспечить боковой ограничитель в пределах L _м пластмассовой петли.

Когда рама поднимается, момент колонны меняется на противоположный. Изгибающие моменты, как правило, будут значительно меньше, чем при комбинациях гравитационных нагрузок, и колонна, вероятно, останется упругой.

[вверху] В плоскости

Никаких проверок колонн в плоскости не требуется, так как все существенные эффекты в плоскости были учтены в глобальном анализе.

[вверху] Распорка

Крепление в портальной раме
(Изображение любезно предоставлено William Haley Engineering Ltd.)

Стяжки необходимы для сопротивления продольным воздействиям ветра и кранов, а также для удержания элементов.

Полые профили обычно используются в качестве элементов жесткости.

Расположение распорок в типовой портальной раме

[вверху] Распорка вертикальная

Общие системы распорок

Основными функциями вертикальных распорок в боковых стенках рамы являются:

• Для передачи горизонтальных нагрузок на землю.Горизонтальные силы включают силы ветра и кранов
• Для создания жесткого каркаса, к которому могут быть прикреплены боковые поручни и облицовка, чтобы рельсы, в свою очередь, могли обеспечивать устойчивость колонн
• Для обеспечения временной устойчивости во время монтажа.

Распорка может располагаться:

• На одном или обоих концах здания
• В длине дома
• В каждой части между компенсаторами (там, где они есть).

Если распорка боковой стены не находится в том же отсеке, что и поперечная распорка в крыше, карнизная распорка необходима для передачи усилий от распорки крыши на распорку стены. Также потребуется распорка карниза:

• Для обеспечения надлежащего закрепления верхних частей колонн в положении
• Для оказания помощи при строительстве конструкции
• Для стабилизации верхних частей колонн, если существует граничное условие пожара

[вверх] Портализированные отсеки

Продольная устойчивость с использованием портальных пролетов

В тех случаях, когда сложно или невозможно закрепить раму по вертикали с помощью обычных распорок, необходимо установить стойкие к моменту рамы на возвышениях в одном или нескольких отсеках.

В дополнение к общему пределу эксплуатационной пригодности по прогибу h /300, где h — высота портального пролета, предлагается следующее:

[вверх] Стяжки для ограничения продольных нагрузок от кранов

Дополнительная распорка в плоскости подкрановой балки

Если кран поддерживается непосредственно рамой, продольная импульсная сила будет эксцентричной по отношению к колонне и будет иметь тенденцию вызывать скручивание колонны, если не предусмотрено дополнительное ограничение.Горизонтальная ферма на уровне верхнего фланца подкрановой балки или, для более легких кранов, горизонтальный элемент на внутренней поверхности фланца колонны, привязанный к вертикальной распорке, может быть достаточным для обеспечения необходимого ограничения.

При больших горизонтальных усилиях необходимо предусмотреть дополнительные подкосы в плоскости подкрановой балки.

[вверху] План раскоса

Вид сверху, показывающий оба концевых отсека с подкосами

План раскосов расположен в плоскости кровли.Основными функциями планки распорок являются:

Для эффективной передачи силы ветра поперечная распорка должна соединяться с верхней частью столбов фронтона.

[вверху] Ограничитель для внутренних фланцев

Ограничение внутренних полок стропил или колонн часто наиболее удобно образовывать диагональными распорками, соединяющими прогоны или ограждающие планки с небольшими пластинами, приваренными к внутреннему фланцу и стенке. Обычно используются плоские стяжки из прессованной стали. Если удерживание возможно только с одной стороны, удерживающее устройство должно выдерживать сжатие.В этих местах необходимо использовать угловые секции размером не менее 40 × 40 мм. Стойка и ее соединения должны быть спроектированы таким образом, чтобы противостоять силе, равной 2,5% максимальной силы в опорной стойке или стропильной полке между соседними ограничителями.

[вверху] Подключения

Основными соединениями в раме портала являются соединения карниза и вершины, которые обладают сопротивлением моменту. В частности, соединение карниза обычно должно выдерживать очень большой изгибающий момент. Соединения карниза и вершины, вероятно, будут перевернуты при определенных комбинациях действий, и это может быть важным конструктивным случаем.В целях экономии следует располагать соединения таким образом, чтобы свести к минимуму необходимость в дополнительной арматуре (обычно называемой ребрами жесткости). Обычно это достигается за счет:

• Увеличение глубины бедра (увеличение плеч рычагов)
• Расширение соединения карниза над верхней полкой стропила (дополнительный ряд болтов)
• Добавление рядов болтов
• Выбор более прочной секции колонны.

Конструкция муфт сопротивления подробно описана в SCI P398.

• Типовые соединения портальной рамы

Соединения на резьбе

[вверх] Основания колонн

Типовая номинально закрепленная база

В большинстве случаев предусматривается номинально закрепленное основание из-за сложности и затрат на обеспечение жесткого основания.Жесткое основание потребует более дорогих деталей основания, но, что более важно, фундамент также должен выдерживать момент, что значительно увеличивает затраты по сравнению с номинально закрепленным основанием.

Если основание колонны номинально закреплено штифтами, рекомендуется смоделировать основание как идеально закрепленное при использовании общего анализа упругости для расчета моментов и сил в раме при нагрузке ULS.

Жесткость номинально закрепленного основания можно принять равной следующей пропорции жесткости колонны:

• 10% при оценке устойчивости рамы
• 20% при расчете прогибов при эксплуатационных нагрузках.

[вверх] Список литературы

1. ↑ BS EN 1991, Еврокод 1: Воздействие на конструкции (различные части), BSI
2. ↑ ^{2,0 2,1 2,2 2,3} BS EN 1990: 2002 + A1: 2005, Еврокод — Основы проектирования конструкций, BSI
3. ↑ BS EN 1991-1-1: 2002 Еврокод 1: Воздействие на конструкции. Общие действия. Плотность, собственный вес, действующие нагрузки для зданий, BSI
4. ↑ NA к BS EN 1991-1-1: 2002, Национальное приложение Великобритании к Еврокоду 1.Воздействия на конструкции. Общие действия. Плотность, собственный вес, действующие нагрузки для зданий, BSI
5. ↑ ^{5,0 5,1} BS EN 1991-1-3: 2003 + A1: 2015 Еврокод 1. Воздействие на конструкции. Общие действия. Снеговые нагрузки, BSI
6. ↑ NA + A2: 18 к BS EN 1991-1-3: 2003 + A1: 2015, Национальное приложение Великобритании к Еврокоду 1. Воздействие на конструкции. Общие действия. Снеговые нагрузки, BSI
7. ↑ BS EN 1991-1-4: 2005 + A1: 2010 Еврокод 1. Воздействие на конструкции. Общие действия. Ветровые воздействия, BSI
8. ↑ NA к BS EN 1991-1-4: 2005 + A1: 2010 Национальное приложение Великобритании к Еврокоду 1.Воздействия на конструкции. Общие действия. Ветровые воздействия, BSI
9. ↑ BS EN 1991-1-7: 2006 + A1: 2014 Еврокод 1. Воздействие на конструкции. Общие действия. Случайные действия, BSI
10. ↑ NA к BS EN 1990: 2002 + A1: 2005 Национальное приложение Великобритании для Еврокода. Основы структурного проектирования, BSI
11. ↑ ^{11,0 11,1 11,2 11,3 11,4 11,5 11,6} BS EN 1993-1-1: 2005 + A1: 2014, Еврокод 3: Проектирование стальных конструкций.Общие правила и правила для зданий, BSI
12. ↑ NA + A1: 2014 к BS EN 1993-1-1: 2005 + A1: 2014, Национальное приложение Великобритании к Еврокоду 3: Проектирование стальных конструкций Общие правила и правила для зданий, BSI

[наверх] Дополнительная литература

[вверх] Ресурсы

• SCI P292 Стабильность рам портала в плоскости согласно BS 5950-1: 2000, 2001
• SCI P281 Design of Curved Steel, 2001
• SCI P313 Одноэтажные здания со стальным каркасом в условиях противопожарной защиты, 2002
• SCI P362 Проектирование стальных зданий: краткие Еврокоды, 2009 г.
• SCI P391 Структурная устойчивость зданий со стальным каркасом, SCI, 2001
• SCI P394 Воздействие ветра согласно BS EN 1991-1-4, SCI, 2013
• SCI P397 Упругая конструкция однопролетных зданий со стальным портальным каркасом в соответствии с Еврокодом 3, 2013 г.
• SCI P398 Соединения в стальных конструкциях: моментные соединения согласно Еврокоду 3, 2013
• SCI P399 Проектирование зданий со стальной портальной рамой по Еврокоду 3, 2015

[вверху] См. Также

[вверх] Внешние ссылки

Рамы порталов — SteelConstruction.info

Рамы порталов, как правило, представляют собой малоэтажные конструкции, состоящие из колонн и горизонтальных или наклонных стропил, соединенных прочными соединениями. Устойчивость к боковым и вертикальным воздействиям обеспечивается за счет жесткости соединений и жесткости элементов на изгиб, которую можно увеличить за счет подходящего прогиба или углубления стропильных секций. Эта форма непрерывной рамной конструкции устойчива в своей плоскости и обеспечивает свободный пролет, которому не препятствуют распорки.
Портальные рамы очень распространены, на самом деле 50% конструкционной стали, используемой в Великобритании, приходится на конструкцию портальных рам.Они очень эффективны для ограждения больших объемов, поэтому их часто используют в промышленных, складских, розничных и коммерческих целях, а также в сельскохозяйственных целях.
В этой статье описываются анатомия и различные типы рамы портала, а также основные соображения по проектированию.

Рама многоярусного портала во время строительства

[вверху] Анатомия типичной портальной рамы

Основные элементы портального каркасного дома

Портально-каркасное здание состоит из ряда поперечных рам, скрепленных продольно.Первичная стальная конструкция состоит из колонн и стропил, образующих рамы портала, и распорок. Концевой каркас (двускатный каркас) может быть как портальным, так и раскосным из колонн и стропил.

Легкие вторичные стальные конструкции состоят из боковых перил для стен и прогонов для крыши. Вторичные стальные конструкции поддерживают ограждающую конструкцию здания, но также играют важную роль в ограничении основных стальных конструкций.

Кровля и облицовка стен отделяют замкнутое пространство от внешней среды, а также обеспечивают термическую и звукоизоляцию.Конструктивная роль облицовки заключается в передаче нагрузок на второстепенные стальные конструкции, а также в ограничении фланца прогона или рельса, к которым она прикреплена.

Поперечный разрез рамы портала и ее ограничителей

Каркасные конструкции портала — обзор

[вверх] Типы портальных рам

Может быть сконструировано множество различных форм портальных рам.Типы фреймов, описанные ниже, дают обзор типов конструкции портала с проиллюстрированными типичными особенностями. Эта информация предоставляет только типичные детали и не предназначена для установления каких-либо ограничений на использование какой-либо конкретной структурной формы.

[вверху] Соображения по конструкции

При проектировании и строительстве любой конструкции на каждом этапе процесса проектирования следует учитывать большое количество взаимосвязанных проектных требований.Следующее обсуждение процесса проектирования и его составных частей предназначено для того, чтобы дать проектировщику понимание взаимосвязи различных элементов конструкции с ее окончательной конструкцией, чтобы решения, необходимые на каждом этапе, могли быть приняты с пониманием. их последствий.

[вверх] Выбор материала и профиля

Стальные профили, используемые в конструкциях портальной рамы, обычно относятся к стали марки С355.

В портальных рамах с пластмассовой конструкцией пластиковые секции класса 1 должны использоваться в поворотных положениях шарниров, компактные секции класса 2 могут использоваться в других местах.

[вверху] Размеры рамы

Размеры, используемые для анализа и очистки внутренних размеров

Критическое решение на этапе концептуального проектирования — это общая высота и ширина рамы, чтобы обеспечить адекватные четкие внутренние размеры и достаточный зазор для внутренних функций здания.

[вверху] Пролет и высота в свету

Требуемый клиентом пролет и высота в свету являются ключевыми для определения размеров, которые будут использоваться при проектировании, и должны быть установлены на ранних этапах процесса проектирования.Требование клиента, вероятно, будет заключаться в свободном расстоянии между фланцами двух колонн — следовательно, пролет будет больше на глубину сечения. Необходимо установить любые требования к кладке из кирпича или блоков вокруг колонн, так как это может повлиять на расчетный интервал.

Если указана внутренняя высота в свету, она обычно измеряется от уровня готового пола до нижней стороны бедра или подвесного потолка, если таковой имеется.

[вверху] Основная рама

Основные (портальные) рамы, как правило, изготавливаются из секций UB со значительной секцией свеса карниза, которую можно вырезать из катаного профиля или изготовить из листа.Типичная рама характеризуется:

• Пролет от 15 до 50 м
• Высота в свету (от верхней части пола до нижней стороны бедра) от 5 до 12 м
• Уклон кровли от 5 ° до 10 ° (обычно используется 6 °)
• Расстояние между рамами от 6 до 8 м
• Выемки в стропилах по свесу и вершине
• Коэффициент жесткости между колонной и стропильной секцией примерно 1,5
• Облегченные прогоны и боковые перила
• Облегченные диагональные стяжки некоторых прогонов и боковых перил для ограничения внутреннего фланца рамы в определенных местах.

[вверху] Размеры пучка

Типичная бедра с ограничителями

Использование подвеса на карнизе уменьшает требуемую глубину стропила за счет увеличения моментного сопротивления элемента, в котором приложенные моменты максимальны. Задняя часть также увеличивает жесткость рамы, уменьшает прогибы и способствует эффективному болтовому соединению момента.

Вута карниза обычно вырезается из прокатного профиля того же размера, что и стропила, или из одного немного большего размера, и приваривается к нижней стороне стропила.Длина вута карниза обычно составляет 10% от пролета рамы. Длина бедра обычно означает, что момент провисания на конце бедра приблизительно равен наибольшему моменту провисания вблизи вершины. Глубина от оси стропила до нижней стороны бедра составляет примерно 2% от пролета.

Верхушка бедра может быть вырезана из катаного профиля — часто того же размера, что и стропила, или изготовлена ​​из листа. Верхняя часть бедра обычно не моделируется при анализе рамы и используется только для облегчения болтового соединения.

[вверх] Позиции удерживающих устройств

Общее расположение ограничителей на внутреннем фланце

При первоначальном проектировании стропильные элементы обычно выбираются в соответствии с их сопротивлением поперечного сечения изгибающему моменту и осевой силе. На более поздних стадиях проектирования необходимо проверить устойчивость к продольному изгибу и разумно расположить ограничители.

Сопротивление продольному изгибу, вероятно, будет более значительным при выборе размера колонны, поскольку обычно имеется меньшая свобода позиционирования рельсов в соответствии с требованиями проекта; положение рельсов может быть продиктовано дверьми или окнами на фасаде.

Если введение промежуточных поперечных ограничителей в колонну невозможно, сопротивление продольному изгибу будет определять первоначальный выбор размера сечения. Поэтому очень важно на этой ранней стадии распознать, можно ли использовать боковые перила для удержания колонн. Только сплошные боковые перила эффективны для обеспечения удержания. Боковые перила, которые прерываются (например) дверью с рольставнями, нельзя полагаться как на обеспечивающую достаточную сдержанность.

Если сжатая полка стропила или колонны не ограничена прогонами и боковыми поручнями, в определенных местах может быть обеспечена фиксация с помощью колонны и стропил по отношению к внутренней полке.

[вверх] Действия

Рекомендации по действиям можно найти в BS EN 1991 ^[1] , а по комбинациям действий в BS EN 1990 ^[2] . Важно обратиться к Национальному приложению Великобритании для получения соответствующей части Еврокода для конструкций, которые будут построены в Великобритании.

[вверх] Постоянные действия

Постоянные воздействия — это собственный вес конструкции, второстепенных стальных конструкций и облицовки. По возможности, удельный вес материалов следует получать из данных производителя.Если информация недоступна, ее можно определить по данным в BS EN 1991-1-1 ^[3] .

[вверх] Служебные нагрузки

Сервисные нагрузки будут сильно различаться в зависимости от использования здания. В портальных рамах большие точечные нагрузки могут возникать из-за подвешенных проходов, вентиляционных установок и т. Д. Необходимо тщательно продумать, где требуются дополнительные средства, поскольку отдельные элементы оборудования должны обрабатываться индивидуально.

В зависимости от использования здания и от того, требуются ли спринклеры, обычно предполагается, что эксплуатационная нагрузка равна 0.1–0,25 кН / м ² на плане по всей площади кровли.

[вверх] Изменяемые действия

[вверх] Предполагаемые нагрузки на крышу

Нагрузки на крыши приведены в UK NA в соответствии с BS EN 1991-1-1 ^[4] и зависят от уклона крыши.Дана точечная нагрузка Q _k , которая используется для локальной проверки материалов крыши и креплений, и равномерно распределенная нагрузка q _k , прикладываемая вертикально. Нагрузка для крыш, недоступных за исключением нормального обслуживания и ремонта, указана в таблице справа.

Следует отметить, что действующие на кровли нагрузки не должны сочетаться ни со снегом, ни с ветром.

[вверх] Снеговые нагрузки

Снеговые нагрузки иногда могут быть преобладающей гравитационной нагрузкой.Их значение должно быть определено в соответствии с BS EN 1991-1-3 ^[5] и его Национальным приложением Великобритании ^[6] — определение снеговых нагрузок описано в главе 3 Руководства для проектировщиков стальных конструкций.

Любые условия вылета должны быть учтены не только в конструкции самой рамы, но также и в конструкции прогонов, поддерживающих кровельную обшивку. Интенсивность нагрузки в положении максимального заноса часто превышает базовую минимальную равномерную снеговую нагрузку. Расчет сносной нагрузки и связанная с этим конструкция прогонов упростили основные производители прогонов, большинство из которых предлагают бесплатное программное обеспечение для ускорения проектирования.

[вверх] Ветровые воздействия

Ветровые воздействия в Великобритании следует определять с использованием стандарта BS EN 1991-1-4 ^[7] и его национального приложения ^[8] для Великобритании. Этот Еврокод предоставляет большие возможности для национальных корректировок, и поэтому его приложение является существенным документом.

Ветровые воздействия по своей природе сложны и могут повлиять на окончательный дизайн большинства зданий. Проектировщик должен сделать тщательный выбор между полностью строгой и комплексной оценкой воздействия ветра и использованием упрощений, которые упрощают процесс проектирования, но делают нагрузки более консервативными.Бесплатное программное обеспечение для определения давления ветра можно приобрести у производителей прогонов.

Для получения дополнительных советов см. Главу 3 Руководства по проектированию стальных конструкций и SCI P394.

Калькулятор ветровой нагрузки

[вверх] Крановые механизмы

Козловые балки с мостовым краном

Самая распространенная форма крановых работ — подвесной кран, работающий на балках, поддерживаемых колоннами.Балки крепятся на консольных кронштейнах или, в более тяжелых случаях, на сдвоенных колоннах.

Помимо собственного веса кранов и их нагрузок, необходимо учитывать эффекты ускорения и замедления. Для простых кранов это квазистатический подход с усиленными нагрузками.

Для тяжелых, быстроходных или многоколесных кранов припуски следует специально рассчитывать со ссылкой на производителя.

[вверх] Случайные действия

Общие проектные ситуации, которые рассматриваются как случайные проектные ситуации:

• Нанесенный снегопад, определенный согласно Приложению B к BS EN 1991-1-3 ^[5]
• Открытие основного отверстия, которое, как предполагалось, было закрыто по ULS

Каждый проект должен оцениваться индивидуально, могут ли какие-либо другие случайные воздействия повлиять на конструкцию.

[вверху] Прочность

Требования к прочности разработаны, чтобы гарантировать, что любое структурное обрушение не является непропорциональным его причине. BS EN 1990 ^[2] устанавливает требования к проектированию и строительству прочных зданий во избежание непропорционального обрушения в непредвиденных проектных ситуациях. BS EN 1991-1-7 ^[9] подробно описывает, как это требование должно выполняться.

Для многих конструкций портальной рамы не требуется специальных положений для удовлетворения требований к прочности, установленных Еврокодом.

Для получения дополнительной информации о надежности обратитесь к SCI P391.

[вверх] Пожар

Механизм обрушения портала с навесом при пожаре, граничное условие по сетке 2 и 3.

В Великобритании конструкционная сталь в одноэтажных зданиях обычно не требует огнестойкости. Наиболее распространенная ситуация, в которой требуется противопожарная защита стальных конструкций, — это предотвращение распространения огня на соседние здания, известное как граничное условие.Есть небольшое количество других, редких случаев, например, по требованию страховой компании, когда может потребоваться структурная противопожарная защита.

Когда рама портала приближается к границе, существует несколько требований, направленных на предотвращение распространения огня за счет сохранения целостности границы:

• Применение огнестойкой облицовки
• Применение огнезащиты стали до нижней стороны бедра
• Обеспечение устойчивости к моменту основания (поскольку предполагается, что в условиях пожара стропила входят в контактную сеть)

Подробные рекомендации доступны в SCI P313.

[вверх] Комбинации действий

BS EN 1990 ^[2] дает правила для установления комбинаций действий со значениями соответствующих факторов, приведенными в Национальном приложении Великобритании ^[10] . BS EN 1990 ^[2] охватывает как конечное предельное состояние (ULS), так и предельное состояние эксплуатационной пригодности (SLS), хотя для SLS в дальнейшем делается ссылка на коды материалов (например, BS EN 1993-1-1 ^{[11 ]} для стальных конструкций), чтобы определить, какое выражение следует использовать и какие пределы SLS следует соблюдать.

Следует учитывать все комбинации действий, которые могут происходить вместе, однако, если определенные действия не могут применяться одновременно, их не следует объединять.

Руководство по применению правил Еврокода для комбинаций действий можно найти в SCI P362 и, особенно для фреймов портала, в SCI P399.

[вверху] Анализ кадра в ULS

В предельном состоянии (ULS) методы анализа каркаса в целом делятся на два типа: упругий анализ и пластический анализ.

[вверх] Анализ пластмасс

Диаграмма изгибающего момента, полученная в результате пластического анализа симметричной портальной рамы при симметричной нагрузке

Термин «пластический анализ» используется для обозначения как жестко-пластического, так и упругопластического анализа. Анализ пластичности обычно приводит к получению более экономичной рамы, поскольку он позволяет относительно большое перераспределение изгибающих моментов по всей раме из-за пластических поворотов шарниров.Эти пластические повороты шарниров происходят на участках, где изгибающий момент достигает пластического момента или сопротивления поперечного сечения при нагрузках ниже полной нагрузки ULS.

Обычно считается, что вращения локализованы на «пластиковых петлях» и позволяют мобилизовать возможности недостаточно используемых частей рамы. По этой причине элементы, в которых могут возникать пластиковые петли, должны быть секциями класса 1, способными выдерживать повороты.

На рисунке показаны типичные положения, в которых пластиковые петли образуются в портальной раме.Две петли приводят к обрушению, но в проиллюстрированном примере из-за симметрии проектировщикам необходимо учитывать все возможные места расположения петель.

[вверх] Анализ упругости

Типичная диаграмма изгибающего момента, полученная в результате анализа упругости рамы с закрепленными на штифтах основаниями, показана на рисунке ниже. В этом случае максимальный момент (на карнизе) выше, чем рассчитанный на основе пластического анализа. И колонна, и бедро должны быть рассчитаны на эти большие изгибающие моменты.

В тех случаях, когда деформация (SLS) определяет конструкцию, использование анализа пластичности для ULS может оказаться бесполезным. Если выбрать более жесткие секции для контроля прогибов, вполне возможно, что не образуются пластиковые петли, и рама остается эластичной при ULS.

• Диаграмма изгибающего момента, полученная в результате анализа упругости симметричной портальной рамы при симметричной нагрузке

• Программное обеспечение для анализа кадров портала
  (модель Fastrak любезно предоставлена ​​Trimble)

[вверху] Стабильность рамы в плоскости

Когда какая-либо рама нагружена, она прогибается, и ее форма под нагрузкой отличается от недеформированной формы.Отклонение имеет ряд эффектов:

• Вертикальные нагрузки эксцентричны по отношению к основаниям, что приводит к дальнейшему прогибу
• Верхушка опускается, уменьшая выгибание
• Элементы кривой приложенных моментов; Осевое сжатие в изогнутых элементах вызывает повышенную кривизну (что может восприниматься как снижение жесткости).

В совокупности эти эффекты означают, что рама менее устойчива (ближе к схлопыванию), чем предполагает анализ первого порядка.Цель оценки устойчивости рамы — определить, является ли разница значительной.

[вверх] Эффекты второго порядка

Эффекты P-δ и P-Δ в портальной раме

Описанные выше геометрические эффекты являются эффектами второго порядка, и их не следует путать с нелинейным поведением материалов.
Как показано на рисунке, существует две категории эффектов второго порядка:

• Эффекты смещения пересечений стержней, обычно называемые эффектами P-Δ.BS EN 1993-1-1 ^[11] описывает это как эффект деформированной геометрии.
• Эффекты прогибов по длине стержней, обычно называемые эффектами P-δ.

Анализ второго порядка — это термин, используемый для описания методов анализа, в которых эффекты увеличения прогиба при возрастающей нагрузке явно учитываются в решении, так что результаты включают эффекты P-δ и P-Δ.

[вверху] Анализ первого и второго порядков

Для пластического анализа каркасов или упругого анализа каркасов выбор анализа первого или второго порядка зависит от гибкости каркаса в плоскости, характеризуемой вычислением коэффициента α _cr .

[вверх] Расчет

α _cr

Эффекты деформированной геометрии (эффекты P-Δ) оцениваются в BS EN 1993–1–1 ^[11] путем вычисления коэффициента α _cr , определяемого как:

где:

F _cr — упругая критическая нагрузка при продольном изгибе для режима глобальной нестабильности, основанная на начальной упругой жесткости

F _Ed — расчетная нагрузка на конструкцию.

α _cr можно найти с помощью программного обеспечения или с помощью аппроксимации (выражение 5.2 из BS EN 1993-1-1 ^[11] ), если рама соответствует определенным геометрическим ограничениям и осевой силе в стропиле. не является «значимым». В Еврокоде приведены правила, определяющие, когда осевое усилие является значительным. Когда кадр выходит за указанные пределы, как в случае очень многих ортодоксальных кадров, упрощенное выражение использовать нельзя. В этих обстоятельствах можно использовать альтернативное выражение для вычисления приблизительного значения α _cr , обозначаемого как α _{cr, est} .Более подробная информация представлена ​​в SCI P399.

[вверху] Чувствительность к воздействию деформированной геометрии

Ограничения на использование анализа первого порядка определены в BS EN 1993–1–1 ^[11] , раздел 5.2.1 (3) и Национальном приложении Великобритании ^[12] , раздел NA.2.9 как:

Для расчета упругости: α _cr ≥ 10

Для анализа пластмасс:

• α _cr ≥ 5 для комбинаций с гравитационным нагружением с дефектами рамы,

при условии, что:
a) пролет L не превышает 5-кратную среднюю высоту колонн

b) h _r удовлетворяет критерию: ( h _r / s _a ) ² + ( h _r / s _b ) ² ≤ 0.5
где s _a и s _b — горизонтальные расстояния от вершины до столбцов.
Для симметричной рамы это выражение упрощается до h _r ≤ 0,25 L .

• α _cr ≥ 10 для комбинаций с гравитационным нагружением с дефектами каркаса для облицовочных конструкций при условии, что не учитываются эффекты жесткости стеновых панелей, заполненных каменной кладкой, или диафрагм из профилированной листовой стали

[вверх] Проект

После завершения анализа с учетом эффектов второго порядка, если необходимо, элементы рамы должны быть проверены.

Необходимо проверить сопротивление поперечного сечения и сопротивление продольному изгибу элементов. Изгибание элементов в плоскости (с использованием выражения 6.61 в BS EN 1993-1-1 ^[11] ) не нужно проверять, поскольку считается, что общий анализ учитывает все существенные эффекты в плоскости. SCI P399 определяет вероятные критические зоны для проверки члена. SCI P397 содержит числовые примеры проверок членов.

[вверху] Сопротивление поперечного сечения

Стержень должен быть проверен на изгиб, осевое сопротивление и сопротивление сдвигу.Если сдвигающее или осевое усилие велико, сопротивление изгибу уменьшается, поэтому необходимо проверить комбинированное поперечное усилие, изгибающее и осевое усилие и сопротивление изгибу. В типичных портальных рамах ни сила сдвига, ни осевая нагрузка недостаточно высоки, чтобы снизить сопротивление изгибу. Когда портальная рама образует пояс распорной системы, осевая нагрузка на стропило может быть значительной, и эту комбинацию действий следует проверить.

Хотя необходимо проверить все поперечные сечения, наиболее вероятными ключевыми точками являются положения максимального изгибающего момента:

• В колонне в нижней части бедра
• В стропила на остром конце бедра
• В стропиле в месте максимального провисания, примыкающем к вершине.

[вверх] Стабильность элемента

Схематическое изображение стропильной рамы портала

На рисунке схематично показаны проблемы, которые необходимо решить при рассмотрении устойчивости элемента в раме портала, в данном примере — стропила между карнизом и вершиной. Следует отметить следующие моменты:

• Purlins обеспечивают промежуточную боковую фиксацию на одном фланце.В зависимости от диаграммы изгибающего момента это может быть либо натяжной, либо компрессионный фланец

.

• Ограничения для внутреннего фланца могут быть предусмотрены в местах прогонов, создавая ограничение на скручивание в этом месте.

В плоскости, проверка продольного изгиба стержня не требуется, так как глобальный анализ учел все существенные эффекты в плоскости. В ходе анализа учтены все значимые эффекты второго порядка, а дефекты рамы обычно учитываются путем включения в анализ эквивалентной горизонтальной силы.Эффект от недостатков плоского элемента достаточно мал, чтобы его можно было игнорировать.

Поскольку в стропиле рамы портала нет моментов малых осей, Expression 6.62 упрощается до:

[вверх] Конструкция и устойчивость стропил

В плоскости каркаса стропила подвержены воздействию высоких изгибающих моментов, которые варьируются от максимального момента «заедания» в стыке с колонной до минимального провисающего момента вблизи вершины. Сжатие вводится в стропилах из-за воздействий на каркас.На стропила не действуют малые осевые моменты.
Оптимальная конструкция стропил портальной рамы обычно достигается за счет использования:

• Поперечное сечение с высоким отношением I _yy к I _zz , которое соответствует требованиям класса 1 или 2 при комбинированном изгибе по главной оси и осевом сжатии.
• Вёдра, выступающая от колонны примерно на 10% ширины рамы. Как правило, это будет означать, что максимальные моменты прогиба и провисания на гладкой длине стропил имеют одинаковую величину.

[вверху] Остойчивость вне плоскости

Прогоны, прикрепленные к верхней полке стропила, обеспечивают устойчивость элемента несколькими способами:

• Прямое боковое ограничение при сжатии внешнего фланца
• Промежуточное поперечное ограничение натяжного фланца между ограничителями скручивания, когда внешний фланец находится в напряжении
• Торсионное и поперечное ограничение стропила, когда прогон прикреплен к натяжному фланцу и используется вместе со стропильными подпорками к сжатому фланцу.

Первоначально завершаются проверки вне плоскости, чтобы убедиться, что ограничители расположены в соответствующих положениях и на определенном расстоянии.

[вверх] Гравитационная комбинация действий

Типовое расположение прогонов и стропил для комбинации сил тяжести

На рисунке показано типичное распределение момента для комбинации сил силы тяжести, типичных положений прогонов и ограничителей, а также зон устойчивости, которые упоминаются далее.

Purlins обычно размещаются на расстоянии до 1,8 м, но это расстояние может потребоваться уменьшить в областях с высоким моментом вблизи карниза.

В зоне А нижний фланец бедра сжимается. Проверка устойчивости осложняется изменением геометрии бедра. Нижний фланец частично или полностью находится в состоянии сжатия по длине зоны B. В зоне C прогоны обеспечивают поперечное ограничение верхнего (сжатого) фланца.

Выбор соответствующей проверки зависит от наличия пластмассового шарнира, формы диаграммы изгибающего момента и геометрии сечения (три фланца или два фланца).Цель проверок — обеспечить достаточные ограничения для обеспечения устойчивости стропила вне плоскости.

Подробное руководство по проверке внеплоскостной устойчивости можно найти в SCI P399.

[вверх] Состояние поднятия

Типовое расположение прогонов и стропил для приподнятого состояния

В приподнятом состоянии верхняя полка бедра будет сжиматься и будет удерживаться прогонами.Моменты и осевые силы меньше, чем в комбинации гравитационной нагрузки. Поскольку бедро устойчиво в сочетании действий силы тяжести, оно, безусловно, будет таким и в приподнятом состоянии, по крайней мере, при удерживании, и при пониженных нагрузках.

В зоне F прогоны не будут ограничивать нижний фланец, который находится в состоянии сжатия.

Стропило необходимо проверять между ограничениями на скручивание. Ограничитель скручивания обычно предусматривается рядом с вершиной. Стропило может быть устойчивым между этой точкой и виртуальным ограничителем в точке контровгиба, так как моменты в комбинации подъема обычно скромны.Если стропила нестабильна на этой длине, следует ввести дополнительные ограничения на скручивание и проверить каждую длину стропила.

[вверху] В плоскости

Никаких проверок стропил в плоскости не требуется, так как все существенные эффекты в плоскости были учтены в общем анализе.

[вверх] Конструкция и устойчивость колонны

Типовая колонна портальной рамы с пластиковым шарниром на нижней стороне бедра

Наиболее нагруженная область стропила усилена бедрами.Напротив, на колонну действует аналогичный изгибающий момент на нижней стороне бедра, но без какого-либо дополнительного усиления.

Оптимальная конструкция большинства колонн обычно достигается за счет использования:

• Поперечное сечение с высоким отношением I _yy к I _zz , которое соответствует классу 1 или классу 2 при комбинированном изгибе по главной оси и осевом сжатии
• Модуль упругости пластического сечения примерно на 50% больше, чем у стропила.

Размер колонны обычно определяется на стадии предварительного проектирования на основе требуемых сопротивлений изгибу и сжатию.

Независимо от того, является ли рама пластической или упругой, на нижней стороне бедра всегда должно быть предусмотрено ограничение на скручивание. Это может быть от боковой направляющей, расположенной на этом уровне, или каким-либо другим способом. Могут потребоваться дополнительные ограничения на скручивание между нижней стороной бедра и основанием стойки, поскольку боковые рельсы прикреплены к (внешнему) натяжному фланцу; если не предусмотрены ограничители, внутренний компрессионный фланец не фиксируется.Нельзя полагаться на то, что боковая направляющая, которая не является непрерывной (например, прерывается промышленными воротами), обеспечивает достаточную фиксацию. Сечение колонны может потребоваться увеличить, если не могут быть предусмотрены промежуточные ограничения для сжатого фланца.

Наличие пластиковой петли будет зависеть от нагрузки, геометрии и выбора секций колонн и стропил. Так же, как и для стропил, необходимо проверить внеплоскостную устойчивость.

[вверху] Остойчивость вне плоскости

Если имеется пластиковый шарнир на нижней стороне бедра, расстояние до соседнего ограничителя скручивания должно быть меньше предельного расстояния L _м , как указано в BS EN 1993-1-1 ^[11] Пункт BB.3.1.1.

Можно продемонстрировать, что ограничение скручивания не требуется на боковой направляющей, непосредственно примыкающей к шарниру, но может быть обеспечено на некотором большем расстоянии. В этом случае между торсионными ограничителями будут промежуточные боковые ограничения.

Если устойчивость между торсионными ограничителями не может быть проверена, может потребоваться введение дополнительных торсионных ограничителей. Если невозможно установить дополнительные промежуточные ограничения, размер элемента необходимо увеличить.

Во всех случаях необходимо обеспечить боковой ограничитель в пределах L _м пластмассовой петли.

Когда рама поднимается, момент колонны меняется на противоположный. Изгибающие моменты, как правило, будут значительно меньше, чем при комбинациях гравитационных нагрузок, и колонна, вероятно, останется упругой.

[вверху] В плоскости

Никаких проверок колонн в плоскости не требуется, так как все существенные эффекты в плоскости были учтены в глобальном анализе.

[вверху] Распорка

Крепление в портальной раме
(Изображение любезно предоставлено William Haley Engineering Ltd.)

Стяжки необходимы для сопротивления продольным воздействиям ветра и кранов, а также для удержания элементов.

Полые профили обычно используются в качестве элементов жесткости.

Расположение распорок в типовой портальной раме

[вверху] Распорка вертикальная

Общие системы распорок

Основными функциями вертикальных распорок в боковых стенках рамы являются:

• Для передачи горизонтальных нагрузок на землю.Горизонтальные силы включают силы ветра и кранов
• Для создания жесткого каркаса, к которому могут быть прикреплены боковые поручни и облицовка, чтобы рельсы, в свою очередь, могли обеспечивать устойчивость колонн
• Для обеспечения временной устойчивости во время монтажа.

Распорка может располагаться:

• На одном или обоих концах здания
• В длине дома
• В каждой части между компенсаторами (там, где они есть).

Если распорка боковой стены не находится в том же отсеке, что и поперечная распорка в крыше, карнизная распорка необходима для передачи усилий от распорки крыши на распорку стены. Также потребуется распорка карниза:

• Для обеспечения надлежащего закрепления верхних частей колонн в положении
• Для оказания помощи при строительстве конструкции
• Для стабилизации верхних частей колонн, если существует граничное условие пожара

[вверх] Портализированные отсеки

Продольная устойчивость с использованием портальных пролетов

В тех случаях, когда сложно или невозможно закрепить раму по вертикали с помощью обычных распорок, необходимо установить стойкие к моменту рамы на возвышениях в одном или нескольких отсеках.

В дополнение к общему пределу эксплуатационной пригодности по прогибу h /300, где h — высота портального пролета, предлагается следующее:

[вверх] Стяжки для ограничения продольных нагрузок от кранов

Дополнительная распорка в плоскости подкрановой балки

Если кран поддерживается непосредственно рамой, продольная импульсная сила будет эксцентричной по отношению к колонне и будет иметь тенденцию вызывать скручивание колонны, если не предусмотрено дополнительное ограничение.Горизонтальная ферма на уровне верхнего фланца подкрановой балки или, для более легких кранов, горизонтальный элемент на внутренней поверхности фланца колонны, привязанный к вертикальной распорке, может быть достаточным для обеспечения необходимого ограничения.

При больших горизонтальных усилиях необходимо предусмотреть дополнительные подкосы в плоскости подкрановой балки.

[вверху] План раскоса

Вид сверху, показывающий оба концевых отсека с подкосами

План раскосов расположен в плоскости кровли.Основными функциями планки распорок являются:

Для эффективной передачи силы ветра поперечная распорка должна соединяться с верхней частью столбов фронтона.

[вверху] Ограничитель для внутренних фланцев

Ограничение внутренних полок стропил или колонн часто наиболее удобно образовывать диагональными распорками, соединяющими прогоны или ограждающие планки с небольшими пластинами, приваренными к внутреннему фланцу и стенке. Обычно используются плоские стяжки из прессованной стали. Если удерживание возможно только с одной стороны, удерживающее устройство должно выдерживать сжатие.В этих местах необходимо использовать угловые секции размером не менее 40 × 40 мм. Стойка и ее соединения должны быть спроектированы таким образом, чтобы противостоять силе, равной 2,5% максимальной силы в опорной стойке или стропильной полке между соседними ограничителями.

[вверху] Подключения

Основными соединениями в раме портала являются соединения карниза и вершины, которые обладают сопротивлением моменту. В частности, соединение карниза обычно должно выдерживать очень большой изгибающий момент. Соединения карниза и вершины, вероятно, будут перевернуты при определенных комбинациях действий, и это может быть важным конструктивным случаем.В целях экономии следует располагать соединения таким образом, чтобы свести к минимуму необходимость в дополнительной арматуре (обычно называемой ребрами жесткости). Обычно это достигается за счет:

• Увеличение глубины бедра (увеличение плеч рычагов)
• Расширение соединения карниза над верхней полкой стропила (дополнительный ряд болтов)
• Добавление рядов болтов
• Выбор более прочной секции колонны.

Конструкция муфт сопротивления подробно описана в SCI P398.

• Типовые соединения портальной рамы

Соединения на резьбе

[вверх] Основания колонн

Типовая номинально закрепленная база

В большинстве случаев предусматривается номинально закрепленное основание из-за сложности и затрат на обеспечение жесткого основания.Жесткое основание потребует более дорогих деталей основания, но, что более важно, фундамент также должен выдерживать момент, что значительно увеличивает затраты по сравнению с номинально закрепленным основанием.

Если основание колонны номинально закреплено штифтами, рекомендуется смоделировать основание как идеально закрепленное при использовании общего анализа упругости для расчета моментов и сил в раме при нагрузке ULS.

Жесткость номинально закрепленного основания можно принять равной следующей пропорции жесткости колонны:

• 10% при оценке устойчивости рамы
• 20% при расчете прогибов при эксплуатационных нагрузках.

[вверх] Список литературы

1. ↑ BS EN 1991, Еврокод 1: Воздействие на конструкции (различные части), BSI
2. ↑ ^{2,0 2,1 2,2 2,3} BS EN 1990: 2002 + A1: 2005, Еврокод — Основы проектирования конструкций, BSI
3. ↑ BS EN 1991-1-1: 2002 Еврокод 1: Воздействие на конструкции. Общие действия. Плотность, собственный вес, действующие нагрузки для зданий, BSI
4. ↑ NA к BS EN 1991-1-1: 2002, Национальное приложение Великобритании к Еврокоду 1.Воздействия на конструкции. Общие действия. Плотность, собственный вес, действующие нагрузки для зданий, BSI
5. ↑ ^{5,0 5,1} BS EN 1991-1-3: 2003 + A1: 2015 Еврокод 1. Воздействие на конструкции. Общие действия. Снеговые нагрузки, BSI
6. ↑ NA + A2: 18 к BS EN 1991-1-3: 2003 + A1: 2015, Национальное приложение Великобритании к Еврокоду 1. Воздействие на конструкции. Общие действия. Снеговые нагрузки, BSI
7. ↑ BS EN 1991-1-4: 2005 + A1: 2010 Еврокод 1. Воздействие на конструкции. Общие действия. Ветровые воздействия, BSI
8. ↑ NA к BS EN 1991-1-4: 2005 + A1: 2010 Национальное приложение Великобритании к Еврокоду 1.Воздействия на конструкции. Общие действия. Ветровые воздействия, BSI
9. ↑ BS EN 1991-1-7: 2006 + A1: 2014 Еврокод 1. Воздействие на конструкции. Общие действия. Случайные действия, BSI
10. ↑ NA к BS EN 1990: 2002 + A1: 2005 Национальное приложение Великобритании для Еврокода. Основы структурного проектирования, BSI
11. ↑ ^{11,0 11,1 11,2 11,3 11,4 11,5 11,6} BS EN 1993-1-1: 2005 + A1: 2014, Еврокод 3: Проектирование стальных конструкций.Общие правила и правила для зданий, BSI
12. ↑ NA + A1: 2014 к BS EN 1993-1-1: 2005 + A1: 2014, Национальное приложение Великобритании к Еврокоду 3: Проектирование стальных конструкций Общие правила и правила для зданий, BSI

[наверх] Дополнительная литература

[вверх] Ресурсы

• SCI P292 Стабильность рам портала в плоскости согласно BS 5950-1: 2000, 2001
• SCI P281 Design of Curved Steel, 2001
• SCI P313 Одноэтажные здания со стальным каркасом в условиях противопожарной защиты, 2002
• SCI P362 Проектирование стальных зданий: краткие Еврокоды, 2009 г.
• SCI P391 Структурная устойчивость зданий со стальным каркасом, SCI, 2001
• SCI P394 Воздействие ветра согласно BS EN 1991-1-4, SCI, 2013
• SCI P397 Упругая конструкция однопролетных зданий со стальным портальным каркасом в соответствии с Еврокодом 3, 2013 г.
• SCI P398 Соединения в стальных конструкциях: моментные соединения согласно Еврокоду 3, 2013
• SCI P399 Проектирование зданий со стальной портальной рамой по Еврокоду 3, 2015

[вверху] См. Также

[вверх] Внешние ссылки

Рамы порталов — SteelConstruction.info

Рамы порталов, как правило, представляют собой малоэтажные конструкции, состоящие из колонн и горизонтальных или наклонных стропил, соединенных прочными соединениями. Устойчивость к боковым и вертикальным воздействиям обеспечивается за счет жесткости соединений и жесткости элементов на изгиб, которую можно увеличить за счет подходящего прогиба или углубления стропильных секций. Эта форма непрерывной рамной конструкции устойчива в своей плоскости и обеспечивает свободный пролет, которому не препятствуют распорки.
Портальные рамы очень распространены, на самом деле 50% конструкционной стали, используемой в Великобритании, приходится на конструкцию портальных рам.Они очень эффективны для ограждения больших объемов, поэтому их часто используют в промышленных, складских, розничных и коммерческих целях, а также в сельскохозяйственных целях.
В этой статье описываются анатомия и различные типы рамы портала, а также основные соображения по проектированию.

Рама многоярусного портала во время строительства

[вверху] Анатомия типичной портальной рамы

Основные элементы портального каркасного дома

Портально-каркасное здание состоит из ряда поперечных рам, скрепленных продольно.Первичная стальная конструкция состоит из колонн и стропил, образующих рамы портала, и распорок. Концевой каркас (двускатный каркас) может быть как портальным, так и раскосным из колонн и стропил.

Легкие вторичные стальные конструкции состоят из боковых перил для стен и прогонов для крыши. Вторичные стальные конструкции поддерживают ограждающую конструкцию здания, но также играют важную роль в ограничении основных стальных конструкций.

Кровля и облицовка стен отделяют замкнутое пространство от внешней среды, а также обеспечивают термическую и звукоизоляцию.Конструктивная роль облицовки заключается в передаче нагрузок на второстепенные стальные конструкции, а также в ограничении фланца прогона или рельса, к которым она прикреплена.

Поперечный разрез рамы портала и ее ограничителей

Каркасные конструкции портала — обзор

[вверх] Типы портальных рам

Может быть сконструировано множество различных форм портальных рам.Типы фреймов, описанные ниже, дают обзор типов конструкции портала с проиллюстрированными типичными особенностями. Эта информация предоставляет только типичные детали и не предназначена для установления каких-либо ограничений на использование какой-либо конкретной структурной формы.

[вверху] Соображения по конструкции

При проектировании и строительстве любой конструкции на каждом этапе процесса проектирования следует учитывать большое количество взаимосвязанных проектных требований.Следующее обсуждение процесса проектирования и его составных частей предназначено для того, чтобы дать проектировщику понимание взаимосвязи различных элементов конструкции с ее окончательной конструкцией, чтобы решения, необходимые на каждом этапе, могли быть приняты с пониманием. их последствий.

[вверх] Выбор материала и профиля

Стальные профили, используемые в конструкциях портальной рамы, обычно относятся к стали марки С355.

В портальных рамах с пластмассовой конструкцией пластиковые секции класса 1 должны использоваться в поворотных положениях шарниров, компактные секции класса 2 могут использоваться в других местах.

[вверху] Размеры рамы

Размеры, используемые для анализа и очистки внутренних размеров

Критическое решение на этапе концептуального проектирования — это общая высота и ширина рамы, чтобы обеспечить адекватные четкие внутренние размеры и достаточный зазор для внутренних функций здания.

[вверху] Пролет и высота в свету

Требуемый клиентом пролет и высота в свету являются ключевыми для определения размеров, которые будут использоваться при проектировании, и должны быть установлены на ранних этапах процесса проектирования.Требование клиента, вероятно, будет заключаться в свободном расстоянии между фланцами двух колонн — следовательно, пролет будет больше на глубину сечения. Необходимо установить любые требования к кладке из кирпича или блоков вокруг колонн, так как это может повлиять на расчетный интервал.

Если указана внутренняя высота в свету, она обычно измеряется от уровня готового пола до нижней стороны бедра или подвесного потолка, если таковой имеется.

[вверху] Основная рама

Основные (портальные) рамы, как правило, изготавливаются из секций UB со значительной секцией свеса карниза, которую можно вырезать из катаного профиля или изготовить из листа.Типичная рама характеризуется:

• Пролет от 15 до 50 м
• Высота в свету (от верхней части пола до нижней стороны бедра) от 5 до 12 м
• Уклон кровли от 5 ° до 10 ° (обычно используется 6 °)
• Расстояние между рамами от 6 до 8 м
• Выемки в стропилах по свесу и вершине
• Коэффициент жесткости между колонной и стропильной секцией примерно 1,5
• Облегченные прогоны и боковые перила
• Облегченные диагональные стяжки некоторых прогонов и боковых перил для ограничения внутреннего фланца рамы в определенных местах.

[вверху] Размеры пучка

Типичная бедра с ограничителями

Использование подвеса на карнизе уменьшает требуемую глубину стропила за счет увеличения моментного сопротивления элемента, в котором приложенные моменты максимальны. Задняя часть также увеличивает жесткость рамы, уменьшает прогибы и способствует эффективному болтовому соединению момента.

Вута карниза обычно вырезается из прокатного профиля того же размера, что и стропила, или из одного немного большего размера, и приваривается к нижней стороне стропила.Длина вута карниза обычно составляет 10% от пролета рамы. Длина бедра обычно означает, что момент провисания на конце бедра приблизительно равен наибольшему моменту провисания вблизи вершины. Глубина от оси стропила до нижней стороны бедра составляет примерно 2% от пролета.

Верхушка бедра может быть вырезана из катаного профиля — часто того же размера, что и стропила, или изготовлена ​​из листа. Верхняя часть бедра обычно не моделируется при анализе рамы и используется только для облегчения болтового соединения.

[вверх] Позиции удерживающих устройств

Общее расположение ограничителей на внутреннем фланце

При первоначальном проектировании стропильные элементы обычно выбираются в соответствии с их сопротивлением поперечного сечения изгибающему моменту и осевой силе. На более поздних стадиях проектирования необходимо проверить устойчивость к продольному изгибу и разумно расположить ограничители.

Сопротивление продольному изгибу, вероятно, будет более значительным при выборе размера колонны, поскольку обычно имеется меньшая свобода позиционирования рельсов в соответствии с требованиями проекта; положение рельсов может быть продиктовано дверьми или окнами на фасаде.

Если введение промежуточных поперечных ограничителей в колонну невозможно, сопротивление продольному изгибу будет определять первоначальный выбор размера сечения. Поэтому очень важно на этой ранней стадии распознать, можно ли использовать боковые перила для удержания колонн. Только сплошные боковые перила эффективны для обеспечения удержания. Боковые перила, которые прерываются (например) дверью с рольставнями, нельзя полагаться как на обеспечивающую достаточную сдержанность.

Если сжатая полка стропила или колонны не ограничена прогонами и боковыми поручнями, в определенных местах может быть обеспечена фиксация с помощью колонны и стропил по отношению к внутренней полке.

[вверх] Действия

Рекомендации по действиям можно найти в BS EN 1991 ^[1] , а по комбинациям действий в BS EN 1990 ^[2] . Важно обратиться к Национальному приложению Великобритании для получения соответствующей части Еврокода для конструкций, которые будут построены в Великобритании.

[вверх] Постоянные действия

Постоянные воздействия — это собственный вес конструкции, второстепенных стальных конструкций и облицовки. По возможности, удельный вес материалов следует получать из данных производителя.Если информация недоступна, ее можно определить по данным в BS EN 1991-1-1 ^[3] .

[вверх] Служебные нагрузки

Сервисные нагрузки будут сильно различаться в зависимости от использования здания. В портальных рамах большие точечные нагрузки могут возникать из-за подвешенных проходов, вентиляционных установок и т. Д. Необходимо тщательно продумать, где требуются дополнительные средства, поскольку отдельные элементы оборудования должны обрабатываться индивидуально.

В зависимости от использования здания и от того, требуются ли спринклеры, обычно предполагается, что эксплуатационная нагрузка равна 0.1–0,25 кН / м ² на плане по всей площади кровли.

[вверх] Изменяемые действия

[вверх] Предполагаемые нагрузки на крышу

Нагрузки на крыши приведены в UK NA в соответствии с BS EN 1991-1-1 ^[4] и зависят от уклона крыши.Дана точечная нагрузка Q _k , которая используется для локальной проверки материалов крыши и креплений, и равномерно распределенная нагрузка q _k , прикладываемая вертикально. Нагрузка для крыш, недоступных за исключением нормального обслуживания и ремонта, указана в таблице справа.

Следует отметить, что действующие на кровли нагрузки не должны сочетаться ни со снегом, ни с ветром.

[вверх] Снеговые нагрузки

Снеговые нагрузки иногда могут быть преобладающей гравитационной нагрузкой.Их значение должно быть определено в соответствии с BS EN 1991-1-3 ^[5] и его Национальным приложением Великобритании ^[6] — определение снеговых нагрузок описано в главе 3 Руководства для проектировщиков стальных конструкций.

Любые условия вылета должны быть учтены не только в конструкции самой рамы, но также и в конструкции прогонов, поддерживающих кровельную обшивку. Интенсивность нагрузки в положении максимального заноса часто превышает базовую минимальную равномерную снеговую нагрузку. Расчет сносной нагрузки и связанная с этим конструкция прогонов упростили основные производители прогонов, большинство из которых предлагают бесплатное программное обеспечение для ускорения проектирования.

[вверх] Ветровые воздействия

Ветровые воздействия в Великобритании следует определять с использованием стандарта BS EN 1991-1-4 ^[7] и его национального приложения ^[8] для Великобритании. Этот Еврокод предоставляет большие возможности для национальных корректировок, и поэтому его приложение является существенным документом.

Ветровые воздействия по своей природе сложны и могут повлиять на окончательный дизайн большинства зданий. Проектировщик должен сделать тщательный выбор между полностью строгой и комплексной оценкой воздействия ветра и использованием упрощений, которые упрощают процесс проектирования, но делают нагрузки более консервативными.Бесплатное программное обеспечение для определения давления ветра можно приобрести у производителей прогонов.

Для получения дополнительных советов см. Главу 3 Руководства по проектированию стальных конструкций и SCI P394.

Калькулятор ветровой нагрузки

[вверх] Крановые механизмы

Козловые балки с мостовым краном

Самая распространенная форма крановых работ — подвесной кран, работающий на балках, поддерживаемых колоннами.Балки крепятся на консольных кронштейнах или, в более тяжелых случаях, на сдвоенных колоннах.

Помимо собственного веса кранов и их нагрузок, необходимо учитывать эффекты ускорения и замедления. Для простых кранов это квазистатический подход с усиленными нагрузками.

Для тяжелых, быстроходных или многоколесных кранов припуски следует специально рассчитывать со ссылкой на производителя.

[вверх] Случайные действия

Общие проектные ситуации, которые рассматриваются как случайные проектные ситуации:

• Нанесенный снегопад, определенный согласно Приложению B к BS EN 1991-1-3 ^[5]
• Открытие основного отверстия, которое, как предполагалось, было закрыто по ULS

Каждый проект должен оцениваться индивидуально, могут ли какие-либо другие случайные воздействия повлиять на конструкцию.

[вверху] Прочность

Требования к прочности разработаны, чтобы гарантировать, что любое структурное обрушение не является непропорциональным его причине. BS EN 1990 ^[2] устанавливает требования к проектированию и строительству прочных зданий во избежание непропорционального обрушения в непредвиденных проектных ситуациях. BS EN 1991-1-7 ^[9] подробно описывает, как это требование должно выполняться.

Для многих конструкций портальной рамы не требуется специальных положений для удовлетворения требований к прочности, установленных Еврокодом.

Для получения дополнительной информации о надежности обратитесь к SCI P391.

[вверх] Пожар

Механизм обрушения портала с навесом при пожаре, граничное условие по сетке 2 и 3.

В Великобритании конструкционная сталь в одноэтажных зданиях обычно не требует огнестойкости. Наиболее распространенная ситуация, в которой требуется противопожарная защита стальных конструкций, — это предотвращение распространения огня на соседние здания, известное как граничное условие.Есть небольшое количество других, редких случаев, например, по требованию страховой компании, когда может потребоваться структурная противопожарная защита.

Когда рама портала приближается к границе, существует несколько требований, направленных на предотвращение распространения огня за счет сохранения целостности границы:

• Применение огнестойкой облицовки
• Применение огнезащиты стали до нижней стороны бедра
• Обеспечение устойчивости к моменту основания (поскольку предполагается, что в условиях пожара стропила входят в контактную сеть)

Подробные рекомендации доступны в SCI P313.

[вверх] Комбинации действий

BS EN 1990 ^[2] дает правила для установления комбинаций действий со значениями соответствующих факторов, приведенными в Национальном приложении Великобритании ^[10] . BS EN 1990 ^[2] охватывает как конечное предельное состояние (ULS), так и предельное состояние эксплуатационной пригодности (SLS), хотя для SLS в дальнейшем делается ссылка на коды материалов (например, BS EN 1993-1-1 ^{[11 ]} для стальных конструкций), чтобы определить, какое выражение следует использовать и какие пределы SLS следует соблюдать.

Следует учитывать все комбинации действий, которые могут происходить вместе, однако, если определенные действия не могут применяться одновременно, их не следует объединять.

Руководство по применению правил Еврокода для комбинаций действий можно найти в SCI P362 и, особенно для фреймов портала, в SCI P399.

[вверху] Анализ кадра в ULS

В предельном состоянии (ULS) методы анализа каркаса в целом делятся на два типа: упругий анализ и пластический анализ.

[вверх] Анализ пластмасс

Диаграмма изгибающего момента, полученная в результате пластического анализа симметричной портальной рамы при симметричной нагрузке

Термин «пластический анализ» используется для обозначения как жестко-пластического, так и упругопластического анализа. Анализ пластичности обычно приводит к получению более экономичной рамы, поскольку он позволяет относительно большое перераспределение изгибающих моментов по всей раме из-за пластических поворотов шарниров.Эти пластические повороты шарниров происходят на участках, где изгибающий момент достигает пластического момента или сопротивления поперечного сечения при нагрузках ниже полной нагрузки ULS.

Обычно считается, что вращения локализованы на «пластиковых петлях» и позволяют мобилизовать возможности недостаточно используемых частей рамы. По этой причине элементы, в которых могут возникать пластиковые петли, должны быть секциями класса 1, способными выдерживать повороты.

На рисунке показаны типичные положения, в которых пластиковые петли образуются в портальной раме.Две петли приводят к обрушению, но в проиллюстрированном примере из-за симметрии проектировщикам необходимо учитывать все возможные места расположения петель.

[вверх] Анализ упругости

Типичная диаграмма изгибающего момента, полученная в результате анализа упругости рамы с закрепленными на штифтах основаниями, показана на рисунке ниже. В этом случае максимальный момент (на карнизе) выше, чем рассчитанный на основе пластического анализа. И колонна, и бедро должны быть рассчитаны на эти большие изгибающие моменты.

В тех случаях, когда деформация (SLS) определяет конструкцию, использование анализа пластичности для ULS может оказаться бесполезным. Если выбрать более жесткие секции для контроля прогибов, вполне возможно, что не образуются пластиковые петли, и рама остается эластичной при ULS.

• Диаграмма изгибающего момента, полученная в результате анализа упругости симметричной портальной рамы при симметричной нагрузке

• Программное обеспечение для анализа кадров портала
  (модель Fastrak любезно предоставлена ​​Trimble)

[вверху] Стабильность рамы в плоскости

Когда какая-либо рама нагружена, она прогибается, и ее форма под нагрузкой отличается от недеформированной формы.Отклонение имеет ряд эффектов:

• Вертикальные нагрузки эксцентричны по отношению к основаниям, что приводит к дальнейшему прогибу
• Верхушка опускается, уменьшая выгибание
• Элементы кривой приложенных моментов; Осевое сжатие в изогнутых элементах вызывает повышенную кривизну (что может восприниматься как снижение жесткости).

В совокупности эти эффекты означают, что рама менее устойчива (ближе к схлопыванию), чем предполагает анализ первого порядка.Цель оценки устойчивости рамы — определить, является ли разница значительной.

[вверх] Эффекты второго порядка

Эффекты P-δ и P-Δ в портальной раме

Описанные выше геометрические эффекты являются эффектами второго порядка, и их не следует путать с нелинейным поведением материалов.
Как показано на рисунке, существует две категории эффектов второго порядка:

• Эффекты смещения пересечений стержней, обычно называемые эффектами P-Δ.BS EN 1993-1-1 ^[11] описывает это как эффект деформированной геометрии.
• Эффекты прогибов по длине стержней, обычно называемые эффектами P-δ.

Анализ второго порядка — это термин, используемый для описания методов анализа, в которых эффекты увеличения прогиба при возрастающей нагрузке явно учитываются в решении, так что результаты включают эффекты P-δ и P-Δ.

[вверху] Анализ первого и второго порядков

Для пластического анализа каркасов или упругого анализа каркасов выбор анализа первого или второго порядка зависит от гибкости каркаса в плоскости, характеризуемой вычислением коэффициента α _cr .

[вверх] Расчет

α _cr

Эффекты деформированной геометрии (эффекты P-Δ) оцениваются в BS EN 1993–1–1 ^[11] путем вычисления коэффициента α _cr , определяемого как:

где:

F _cr — упругая критическая нагрузка при продольном изгибе для режима глобальной нестабильности, основанная на начальной упругой жесткости

F _Ed — расчетная нагрузка на конструкцию.

α _cr можно найти с помощью программного обеспечения или с помощью аппроксимации (выражение 5.2 из BS EN 1993-1-1 ^[11] ), если рама соответствует определенным геометрическим ограничениям и осевой силе в стропиле. не является «значимым». В Еврокоде приведены правила, определяющие, когда осевое усилие является значительным. Когда кадр выходит за указанные пределы, как в случае очень многих ортодоксальных кадров, упрощенное выражение использовать нельзя. В этих обстоятельствах можно использовать альтернативное выражение для вычисления приблизительного значения α _cr , обозначаемого как α _{cr, est} .Более подробная информация представлена ​​в SCI P399.

[вверху] Чувствительность к воздействию деформированной геометрии

Ограничения на использование анализа первого порядка определены в BS EN 1993–1–1 ^[11] , раздел 5.2.1 (3) и Национальном приложении Великобритании ^[12] , раздел NA.2.9 как:

Для расчета упругости: α _cr ≥ 10

Для анализа пластмасс:

• α _cr ≥ 5 для комбинаций с гравитационным нагружением с дефектами рамы,

при условии, что:
a) пролет L не превышает 5-кратную среднюю высоту колонн

b) h _r удовлетворяет критерию: ( h _r / s _a ) ² + ( h _r / s _b ) ² ≤ 0.5
где s _a и s _b — горизонтальные расстояния от вершины до столбцов.
Для симметричной рамы это выражение упрощается до h _r ≤ 0,25 L .

• α _cr ≥ 10 для комбинаций с гравитационным нагружением с дефектами каркаса для облицовочных конструкций при условии, что не учитываются эффекты жесткости стеновых панелей, заполненных каменной кладкой, или диафрагм из профилированной листовой стали

[вверх] Проект

После завершения анализа с учетом эффектов второго порядка, если необходимо, элементы рамы должны быть проверены.

Необходимо проверить сопротивление поперечного сечения и сопротивление продольному изгибу элементов. Изгибание элементов в плоскости (с использованием выражения 6.61 в BS EN 1993-1-1 ^[11] ) не нужно проверять, поскольку считается, что общий анализ учитывает все существенные эффекты в плоскости. SCI P399 определяет вероятные критические зоны для проверки члена. SCI P397 содержит числовые примеры проверок членов.

[вверху] Сопротивление поперечного сечения

Стержень должен быть проверен на изгиб, осевое сопротивление и сопротивление сдвигу.Если сдвигающее или осевое усилие велико, сопротивление изгибу уменьшается, поэтому необходимо проверить комбинированное поперечное усилие, изгибающее и осевое усилие и сопротивление изгибу. В типичных портальных рамах ни сила сдвига, ни осевая нагрузка недостаточно высоки, чтобы снизить сопротивление изгибу. Когда портальная рама образует пояс распорной системы, осевая нагрузка на стропило может быть значительной, и эту комбинацию действий следует проверить.

Хотя необходимо проверить все поперечные сечения, наиболее вероятными ключевыми точками являются положения максимального изгибающего момента:

• В колонне в нижней части бедра
• В стропила на остром конце бедра
• В стропиле в месте максимального провисания, примыкающем к вершине.

[вверх] Стабильность элемента

Схематическое изображение стропильной рамы портала

На рисунке схематично показаны проблемы, которые необходимо решить при рассмотрении устойчивости элемента в раме портала, в данном примере — стропила между карнизом и вершиной. Следует отметить следующие моменты:

• Purlins обеспечивают промежуточную боковую фиксацию на одном фланце.В зависимости от диаграммы изгибающего момента это может быть либо натяжной, либо компрессионный фланец

.

• Ограничения для внутреннего фланца могут быть предусмотрены в местах прогонов, создавая ограничение на скручивание в этом месте.

В плоскости, проверка продольного изгиба стержня не требуется, так как глобальный анализ учел все существенные эффекты в плоскости. В ходе анализа учтены все значимые эффекты второго порядка, а дефекты рамы обычно учитываются путем включения в анализ эквивалентной горизонтальной силы.Эффект от недостатков плоского элемента достаточно мал, чтобы его можно было игнорировать.

Поскольку в стропиле рамы портала нет моментов малых осей, Expression 6.62 упрощается до:

[вверх] Конструкция и устойчивость стропил

В плоскости каркаса стропила подвержены воздействию высоких изгибающих моментов, которые варьируются от максимального момента «заедания» в стыке с колонной до минимального провисающего момента вблизи вершины. Сжатие вводится в стропилах из-за воздействий на каркас.На стропила не действуют малые осевые моменты.
Оптимальная конструкция стропил портальной рамы обычно достигается за счет использования:

• Поперечное сечение с высоким отношением I _yy к I _zz , которое соответствует требованиям класса 1 или 2 при комбинированном изгибе по главной оси и осевом сжатии.
• Вёдра, выступающая от колонны примерно на 10% ширины рамы. Как правило, это будет означать, что максимальные моменты прогиба и провисания на гладкой длине стропил имеют одинаковую величину.

[вверху] Остойчивость вне плоскости

Прогоны, прикрепленные к верхней полке стропила, обеспечивают устойчивость элемента несколькими способами:

• Прямое боковое ограничение при сжатии внешнего фланца
• Промежуточное поперечное ограничение натяжного фланца между ограничителями скручивания, когда внешний фланец находится в напряжении
• Торсионное и поперечное ограничение стропила, когда прогон прикреплен к натяжному фланцу и используется вместе со стропильными подпорками к сжатому фланцу.

Первоначально завершаются проверки вне плоскости, чтобы убедиться, что ограничители расположены в соответствующих положениях и на определенном расстоянии.

[вверх] Гравитационная комбинация действий

Типовое расположение прогонов и стропил для комбинации сил тяжести

На рисунке показано типичное распределение момента для комбинации сил силы тяжести, типичных положений прогонов и ограничителей, а также зон устойчивости, которые упоминаются далее.

Purlins обычно размещаются на расстоянии до 1,8 м, но это расстояние может потребоваться уменьшить в областях с высоким моментом вблизи карниза.

В зоне А нижний фланец бедра сжимается. Проверка устойчивости осложняется изменением геометрии бедра. Нижний фланец частично или полностью находится в состоянии сжатия по длине зоны B. В зоне C прогоны обеспечивают поперечное ограничение верхнего (сжатого) фланца.

Выбор соответствующей проверки зависит от наличия пластмассового шарнира, формы диаграммы изгибающего момента и геометрии сечения (три фланца или два фланца).Цель проверок — обеспечить достаточные ограничения для обеспечения устойчивости стропила вне плоскости.

Подробное руководство по проверке внеплоскостной устойчивости можно найти в SCI P399.

[вверх] Состояние поднятия

Типовое расположение прогонов и стропил для приподнятого состояния

В приподнятом состоянии верхняя полка бедра будет сжиматься и будет удерживаться прогонами.Моменты и осевые силы меньше, чем в комбинации гравитационной нагрузки. Поскольку бедро устойчиво в сочетании действий силы тяжести, оно, безусловно, будет таким и в приподнятом состоянии, по крайней мере, при удерживании, и при пониженных нагрузках.

В зоне F прогоны не будут ограничивать нижний фланец, который находится в состоянии сжатия.

Стропило необходимо проверять между ограничениями на скручивание. Ограничитель скручивания обычно предусматривается рядом с вершиной. Стропило может быть устойчивым между этой точкой и виртуальным ограничителем в точке контровгиба, так как моменты в комбинации подъема обычно скромны.Если стропила нестабильна на этой длине, следует ввести дополнительные ограничения на скручивание и проверить каждую длину стропила.

[вверху] В плоскости

Никаких проверок стропил в плоскости не требуется, так как все существенные эффекты в плоскости были учтены в общем анализе.

[вверх] Конструкция и устойчивость колонны

Типовая колонна портальной рамы с пластиковым шарниром на нижней стороне бедра

Наиболее нагруженная область стропила усилена бедрами.Напротив, на колонну действует аналогичный изгибающий момент на нижней стороне бедра, но без какого-либо дополнительного усиления.

Оптимальная конструкция большинства колонн обычно достигается за счет использования:

• Поперечное сечение с высоким отношением I _yy к I _zz , которое соответствует классу 1 или классу 2 при комбинированном изгибе по главной оси и осевом сжатии
• Модуль упругости пластического сечения примерно на 50% больше, чем у стропила.

Размер колонны обычно определяется на стадии предварительного проектирования на основе требуемых сопротивлений изгибу и сжатию.

Независимо от того, является ли рама пластической или упругой, на нижней стороне бедра всегда должно быть предусмотрено ограничение на скручивание. Это может быть от боковой направляющей, расположенной на этом уровне, или каким-либо другим способом. Могут потребоваться дополнительные ограничения на скручивание между нижней стороной бедра и основанием стойки, поскольку боковые рельсы прикреплены к (внешнему) натяжному фланцу; если не предусмотрены ограничители, внутренний компрессионный фланец не фиксируется.Нельзя полагаться на то, что боковая направляющая, которая не является непрерывной (например, прерывается промышленными воротами), обеспечивает достаточную фиксацию. Сечение колонны может потребоваться увеличить, если не могут быть предусмотрены промежуточные ограничения для сжатого фланца.

Наличие пластиковой петли будет зависеть от нагрузки, геометрии и выбора секций колонн и стропил. Так же, как и для стропил, необходимо проверить внеплоскостную устойчивость.

[вверху] Остойчивость вне плоскости

Если имеется пластиковый шарнир на нижней стороне бедра, расстояние до соседнего ограничителя скручивания должно быть меньше предельного расстояния L _м , как указано в BS EN 1993-1-1 ^[11] Пункт BB.3.1.1.

Можно продемонстрировать, что ограничение скручивания не требуется на боковой направляющей, непосредственно примыкающей к шарниру, но может быть обеспечено на некотором большем расстоянии. В этом случае между торсионными ограничителями будут промежуточные боковые ограничения.

Если устойчивость между торсионными ограничителями не может быть проверена, может потребоваться введение дополнительных торсионных ограничителей. Если невозможно установить дополнительные промежуточные ограничения, размер элемента необходимо увеличить.

Во всех случаях необходимо обеспечить боковой ограничитель в пределах L _м пластмассовой петли.

Когда рама поднимается, момент колонны меняется на противоположный. Изгибающие моменты, как правило, будут значительно меньше, чем при комбинациях гравитационных нагрузок, и колонна, вероятно, останется упругой.

[вверху] В плоскости

Никаких проверок колонн в плоскости не требуется, так как все существенные эффекты в плоскости были учтены в глобальном анализе.

[вверху] Распорка

Крепление в портальной раме
(Изображение любезно предоставлено William Haley Engineering Ltd.)

Стяжки необходимы для сопротивления продольным воздействиям ветра и кранов, а также для удержания элементов.

Полые профили обычно используются в качестве элементов жесткости.

Расположение распорок в типовой портальной раме

[вверху] Распорка вертикальная

Общие системы распорок

Основными функциями вертикальных распорок в боковых стенках рамы являются:

• Для передачи горизонтальных нагрузок на землю.Горизонтальные силы включают силы ветра и кранов
• Для создания жесткого каркаса, к которому могут быть прикреплены боковые поручни и облицовка, чтобы рельсы, в свою очередь, могли обеспечивать устойчивость колонн
• Для обеспечения временной устойчивости во время монтажа.

Распорка может располагаться:

• На одном или обоих концах здания
• В длине дома
• В каждой части между компенсаторами (там, где они есть).

Если распорка боковой стены не находится в том же отсеке, что и поперечная распорка в крыше, карнизная распорка необходима для передачи усилий от распорки крыши на распорку стены. Также потребуется распорка карниза:

• Для обеспечения надлежащего закрепления верхних частей колонн в положении
• Для оказания помощи при строительстве конструкции
• Для стабилизации верхних частей колонн, если существует граничное условие пожара

[вверх] Портализированные отсеки

Продольная устойчивость с использованием портальных пролетов

В тех случаях, когда сложно или невозможно закрепить раму по вертикали с помощью обычных распорок, необходимо установить стойкие к моменту рамы на возвышениях в одном или нескольких отсеках.

В дополнение к общему пределу эксплуатационной пригодности по прогибу h /300, где h — высота портального пролета, предлагается следующее:

[вверх] Стяжки для ограничения продольных нагрузок от кранов

Дополнительная распорка в плоскости подкрановой балки

Если кран поддерживается непосредственно рамой, продольная импульсная сила будет эксцентричной по отношению к колонне и будет иметь тенденцию вызывать скручивание колонны, если не предусмотрено дополнительное ограничение.Горизонтальная ферма на уровне верхнего фланца подкрановой балки или, для более легких кранов, горизонтальный элемент на внутренней поверхности фланца колонны, привязанный к вертикальной распорке, может быть достаточным для обеспечения необходимого ограничения.

При больших горизонтальных усилиях необходимо предусмотреть дополнительные подкосы в плоскости подкрановой балки.

[вверху] План раскоса

Вид сверху, показывающий оба концевых отсека с подкосами

План раскосов расположен в плоскости кровли.Основными функциями планки распорок являются:

Для эффективной передачи силы ветра поперечная распорка должна соединяться с верхней частью столбов фронтона.

[вверху] Ограничитель для внутренних фланцев

Ограничение внутренних полок стропил или колонн часто наиболее удобно образовывать диагональными распорками, соединяющими прогоны или ограждающие планки с небольшими пластинами, приваренными к внутреннему фланцу и стенке. Обычно используются плоские стяжки из прессованной стали. Если удерживание возможно только с одной стороны, удерживающее устройство должно выдерживать сжатие.В этих местах необходимо использовать угловые секции размером не менее 40 × 40 мм. Стойка и ее соединения должны быть спроектированы таким образом, чтобы противостоять силе, равной 2,5% максимальной силы в опорной стойке или стропильной полке между соседними ограничителями.

[вверху] Подключения

Основными соединениями в раме портала являются соединения карниза и вершины, которые обладают сопротивлением моменту. В частности, соединение карниза обычно должно выдерживать очень большой изгибающий момент. Соединения карниза и вершины, вероятно, будут перевернуты при определенных комбинациях действий, и это может быть важным конструктивным случаем.В целях экономии следует располагать соединения таким образом, чтобы свести к минимуму необходимость в дополнительной арматуре (обычно называемой ребрами жесткости). Обычно это достигается за счет:

• Увеличение глубины бедра (увеличение плеч рычагов)
• Расширение соединения карниза над верхней полкой стропила (дополнительный ряд болтов)
• Добавление рядов болтов
• Выбор более прочной секции колонны.

Конструкция муфт сопротивления подробно описана в SCI P398.

• Типовые соединения портальной рамы

Соединения на резьбе

[вверх] Основания колонн

Типовая номинально закрепленная база

В большинстве случаев предусматривается номинально закрепленное основание из-за сложности и затрат на обеспечение жесткого основания.Жесткое основание потребует более дорогих деталей основания, но, что более важно, фундамент также должен выдерживать момент, что значительно увеличивает затраты по сравнению с номинально закрепленным основанием.

Если основание колонны номинально закреплено штифтами, рекомендуется смоделировать основание как идеально закрепленное при использовании общего анализа упругости для расчета моментов и сил в раме при нагрузке ULS.

Жесткость номинально закрепленного основания можно принять равной следующей пропорции жесткости колонны:

• 10% при оценке устойчивости рамы
• 20% при расчете прогибов при эксплуатационных нагрузках.

[вверх] Список литературы

1. ↑ BS EN 1991, Еврокод 1: Воздействие на конструкции (различные части), BSI
2. ↑ ^{2,0 2,1 2,2 2,3} BS EN 1990: 2002 + A1: 2005, Еврокод — Основы проектирования конструкций, BSI
3. ↑ BS EN 1991-1-1: 2002 Еврокод 1: Воздействие на конструкции. Общие действия. Плотность, собственный вес, действующие нагрузки для зданий, BSI
4. ↑ NA к BS EN 1991-1-1: 2002, Национальное приложение Великобритании к Еврокоду 1.Воздействия на конструкции. Общие действия. Плотность, собственный вес, действующие нагрузки для зданий, BSI
5. ↑ ^{5,0 5,1} BS EN 1991-1-3: 2003 + A1: 2015 Еврокод 1. Воздействие на конструкции. Общие действия. Снеговые нагрузки, BSI
6. ↑ NA + A2: 18 к BS EN 1991-1-3: 2003 + A1: 2015, Национальное приложение Великобритании к Еврокоду 1. Воздействие на конструкции. Общие действия. Снеговые нагрузки, BSI
7. ↑ BS EN 1991-1-4: 2005 + A1: 2010 Еврокод 1. Воздействие на конструкции. Общие действия. Ветровые воздействия, BSI
8. ↑ NA к BS EN 1991-1-4: 2005 + A1: 2010 Национальное приложение Великобритании к Еврокоду 1.Воздействия на конструкции. Общие действия. Ветровые воздействия, BSI
9. ↑ BS EN 1991-1-7: 2006 + A1: 2014 Еврокод 1. Воздействие на конструкции. Общие действия. Случайные действия, BSI
10. ↑ NA к BS EN 1990: 2002 + A1: 2005 Национальное приложение Великобритании для Еврокода. Основы структурного проектирования, BSI
11. ↑ ^{11,0 11,1 11,2 11,3 11,4 11,5 11,6} BS EN 1993-1-1: 2005 + A1: 2014, Еврокод 3: Проектирование стальных конструкций.Общие правила и правила для зданий, BSI
12. ↑ NA + A1: 2014 к BS EN 1993-1-1: 2005 + A1: 2014, Национальное приложение Великобритании к Еврокоду 3: Проектирование стальных конструкций Общие правила и правила для зданий, BSI

[наверх] Дополнительная литература

[вверх] Ресурсы

• SCI P292 Стабильность рам портала в плоскости согласно BS 5950-1: 2000, 2001
• SCI P281 Design of Curved Steel, 2001
• SCI P313 Одноэтажные здания со стальным каркасом в условиях противопожарной защиты, 2002
• SCI P362 Проектирование стальных зданий: краткие Еврокоды, 2009 г.
• SCI P391 Структурная устойчивость зданий со стальным каркасом, SCI, 2001
• SCI P394 Воздействие ветра согласно BS EN 1991-1-4, SCI, 2013
• SCI P397 Упругая конструкция однопролетных зданий со стальным портальным каркасом в соответствии с Еврокодом 3, 2013 г.
• SCI P398 Соединения в стальных конструкциях: моментные соединения согласно Еврокоду 3, 2013
• SCI P399 Проектирование зданий со стальной портальной рамой по Еврокоду 3, 2015

[вверху] См. Также

[вверх] Внешние ссылки

Фрейм портала — Designing Buildings Wiki

Рамы порталов были впервые разработаны во время Второй мировой войны и стали популярными в 1960-х годах.В настоящее время они обычно используются для создания широкопролетных корпусов, таких как; склады, сельскохозяйственные постройки, ангары, развлекательные и спортивные объекты, фабрики, крупные торговые точки и т. д., где требуется свободное пространство, не прерываемое промежуточными колоннами.

Изначально они использовались из-за их конструктивной эффективности, а это означает, что большие помещения можно было закрыть с небольшим использованием материалов и по низкой цене. Tata Steel предполагает, что сегодня 50% конструкционной стали, используемой в Великобритании, приходится на строительство портальных конструкций.

(См. SteelConstruction.info, Рамы порталов.)

Рамы порталов — это тип структурной рамы, которая в своей простейшей форме характеризуется балкой (или стропильной балкой), поддерживаемой с обоих концов колоннами, однако соединения между балкой и колоннами являются «жесткими», так что изгибающий момент в балке передается на колонны. Это означает, что балка может быть уменьшена в поперечном сечении и может охватывать большие расстояния. Обычно стык между балкой и колоннами делается «жестким» путем добавления вута, кронштейна или углубления секции в местах стыков.

Рамы порталов обычно изготавливаются из стали, железобетона или клееной древесины, иногда называемой «клееной древесиной».

Там, где требуется шаг, портальные рамы могут иметь моношаговый или двойной шаг с жестким соединением на вершине. Другие формы включают; связанные портальные рамы, подпираемые портальные рамы и многопролетные портальные рамы, которые могут охватывать очень большие площади. Если рама портала включает шаг, чем шире пролет рамы, тем выше вершина.

Для уменьшения общей высоты можно использовать изогнутые стропила или мансардную форму. Это также может помочь со стоком воды, который может быть значительным на больших крышах.Изогнутая или мансардная форма увеличивает уклон крыши в сторону карниза, где сток, вероятно, будет максимальным.

Как правило, конструкция здания будет образована серией параллельных портальных рам, проходящих по длине здания, обычно на расстоянии 6-8 м друг от друга. Вторичный каркас из прогонов, прикрепленных к стропилам, и перила, прикрепленные к колоннам, обеспечивают опору для облицовки. Каркасные конструкции портала часто облицовываются сборными композитными металлическими панелями с изоляцией.Облицовка каменной кладкой может быть выполнена на низком уровне, чтобы обеспечить большую устойчивость и безопасность.

Они представляют собой обманчиво простую конструктивную форму, но необходимо соблюдать осторожность, особенно при проектировании соединений, чтобы обеспечить соответствующее ограничение для предотвращения коробления. Стяжки также требуются для обеспечения поперечной устойчивости ряда параллельных рам, и это может быть предусмотрено в концевом пролете или промежуточном отсеке между рамами.

Рамы порталов могут быть простой и быстрой формой конструкции, которую можно возвести, создавая широкий, открытый, защищенный от погодных условий корпус по низкой цене и с небольшим количеством материала.Они, как правило, легкие и могут быть изготовлены вне строительной площадки, а затем прикреплены болтами к основанию. Сами рамы портала можно оставить открытыми для внутреннего пространства, и при тщательном проектировании они могут быть очень красивыми.

Каркасные конструкции портала — стальные конструкции

Конструкции портального типа представляют собой примеры жестких рам, которые могут принимать различные формы. Впервые они были разработаны в 1960-х годах и в настоящее время стали наиболее распространенной формой ограждений для пролетов от 20 до 60 м. Рамы порталов обычно изготавливаются из горячекатаных профилей, хотя они могут быть выполнены из решетчатых или сборных балок.Они условно закреплены в ортогональном направлении.

Как правило, портально-каркасные конструкции используются в одноэтажных зданиях промышленного типа, где основным требованием является создание большой открытой площади на уровне земли, и, как таковые, эти конструкции могут не иметь архитектурного значения. Однако основные принципы могут быть использованы в ряде более интересных архитектурных приложений, как показано на рисунках 3.2 и 3.7. Кроме того, портальные рамы могут использоваться в других приложениях, например, в конструкциях крыш многоэтажных зданий, в длиннопролетных выставочных залах и в конструкциях атриумов.

Элементы каркаса обычно состоят из стропил и колонн с жесткими соединениями между ними. Суженные бедра вводятся для усиления стропил на карнизах и для создания соединений, устойчивых к моменту. Могут использоваться как штифтовые, так и фиксированные основания. Связи крыши и стен важны для общей устойчивости конструкции, особенно

3.7 Портальная рама, выраженная внутри за застекленным торцом здания для стекла современного искусства (архитектор: Фостер и партнеры)

во время монтажа.Типичные примеры портально-рамных конструкций с использованием горячекатаных профилей, сборных профилей и решетчатых ферм показаны на рис. 3.8. Рамы порталов обычно предоставляют мало возможностей для самовыражения, но при тщательном выборе деталей можно осветить внешний вид этих относительно обычных структур.

Другие применения портальных конструкций показаны на рисунках 3.9 и 3.10. Шарнирно-сочлененная решетчатая конструкция с использованием трубчатых элементов была использована с большим успехом в Центре Сейнсбери в Норвиче.Арку или мансарду можно создать из линейных элементов, как показано на рисунке 3.11.

В связанных порталах горизонтальные силы на колонны могут быть ограничены стяжкой на вершине колонны или рядом с ней. Стяжки обычно не предпочтительны, потому что они могут мешать высоте

(a) Стандартный портал (типовой пролет от 15 до 45 м, типовой шаг 6 дюймов)

(b) Решетчатый портал с 3 штифтами ( пролетами до 80 м)

(в) Мансардный портал (пролеты до 60 м)

3.8 Типовые портальные конструкции с использованием различных элементов

(c) Мансардный портал (пролеты до 60 м)

(d) Конический портал, изготовленный из плиты (пролеты до 60 м)

3,9 Шарнирно-решетчатая конструкция портала (часто с использованием трубчатых секций)

и арочные стропила

3.10 Арочный портал с использованием трубчатых секций

3.11 Длиннопролетная портальная рама, используемая для создания арочной конструкции

3.12 Связанная портальная рама, используемая в больнице Клаттербридж (архитектор: Остин-Смит: Лорд)

3.14 Пример преемственности, достигнутой через серию закрепленных связей, Центр Помпиду, Париж (архитекторы: Ренцо Пьяно и Ричард Роджерс)

места. Для длинных стяжек также требуется промежуточная опора подвески для предотвращения провисания. Тем не менее, связи могут быть эффективно детализированы, как показано в Clatterbridge Hospital на рис. 3.12.

Прочтите здесь: Выражение связей

Была ли эта статья полезной?

Повышение сейсмостойкости конструкций портальной рамы с помощью стальных изогнутых демпферов

https: // doi.org / 10.1016 / j.istruc.2019.12.025Получить права и контент

Основные моменты

•

Стальные изогнутые демпферы были использованы для улучшения сейсмических характеристик симметричных скатных крыш и рам портальных односкатных конструкций.

•

Все модели были разработаны и проанализированы методом конечных элементов в ABAQUS.

•

Была проведена оценка эффективности изогнутых демпферов по рассеиванию энергии, прочности рамы и жесткости остроконечных рам.

•

Значительное рассеяние энергии произошло за счет использования демпферов на остроконечных рамах.

•

Пять демпферов с разными углами и эксцентриситетами были использованы для лучшего сравнения эффективности демпферов.

Реферат

Существует несколько доступных методов улучшения сейсмических характеристик стальных конструкций; Моментопрочные рамы и демпферы широко используются в этой области, оказавшей революционное влияние в эти годы.В этой статье основное внимание уделяется использованию систем стальных изогнутых демпферов (SCD) для изучения структурного поведения стальных портальных рам. Пять демпферов одинаковой длины и толщины, но с разными углами и эксцентриситетом, были использованы в симметричных скатных крышах и в каркасах порталов с односкатным скатом. На рамы, оборудованные различными изогнутыми амортизаторами, были применены серии циклических нагрузок для оценки их воздействия на стальные портальные рамы. Все эти модели были разработаны и проанализированы методом конечных элементов.Окончательные результаты показывают, что при использовании демпфера с меньшим углом наклона достигается более высокая прочность рамы. Следовательно, из всех пяти демпферов (30 °, 60 °, 75 °, 90 ° и 120 °) наиболее эффективным для увеличения рассеяния энергии и прочности рамы в симметричной портальной раме скатной крыши и моношаговой портальной раме был демпфер. с углом 30 ° и 60 ° соответственно. Также было отмечено, что были достигнуты значительные улучшения сейсмических характеристик обоих типов портальных фреймов за счет использования предложенного SCD.

Ключевые слова

Стальные изогнутые демпферы

Стальные конструкции

Рамы портала

Рассеивание энергии

Фронтальные рамы

Метод конечных элементов

Рекомендуемые статьи Цитирующие статьи (0)

Просмотреть полный текст

© 2019 Institution of Structural Engine.