¿Cómo calcular las correas de una estructura de acero?

Forma seccional de correas

Forma seccional de correas de alma sólida

Las secciones de acero de paredes delgadas conformadas en frío y de alma sólida se utilizan ampliamente en ingeniería. Entre ellos, las correas de canal rizado de acero (también conocidas como acero en forma de C) son adecuadas para pendientes de techo i ≤ 1/3.

Las correas en forma de Z de borde recto y borde rizado inclinado son adecuadas para pendientes de techo de 1/3. El acero en forma de Z con bordes rizados oblicuos se puede apilar en capas durante el almacenamiento y ocupa menos espacio. Cuando se convierte en correas de vigas continuas, la estructura también es muy simple.

Carga y combinación de carga de correas

1,2×carga permanente + 1,4×máx{carga viva distribuida uniformemente en el techo, carga de nieve};

1,2×permanente carga +1,4×Valor de conversión de carga concentrada para construcción y mantenimiento.

Cuando sea necesario considerar el impacto de la succión del viento sobre la placa de acero perfilada del techo, también se debe realizar la siguiente combinación de carga:

1,0×carga permanente +1,4×viento carga de succión.

Análisis de fuerzas internas de correas

Las correas colocadas sobre vigas inclinadas de estructura rígida tienen momentos flectores a lo largo de los dos ejes centroides principales de la sección bajo la acción de cargas uniformes perpendiculares al terreno. , es un miembro de flexión bidireccional (diferente de los miembros de flexión generales).

Al realizar un análisis de fuerza interna, la carga uniforme primero debe descomponerse en los componentes de carga qx y qy a lo largo de la dirección del eje principal del centroide de la sección.

El diagrama de cálculo de correas tipo C bajo carga es el siguiente:

El diagrama de cálculo de correas tipo Z bajo carga es el siguiente:

Cálculo de la fuerza interna de las correas

Verificación de la sección transversal de la correa: resistencia, estabilidad general y deformación

Cálculo de la resistencia: calculada como un miembro de flexión en dos direcciones

Cuando la cubierta puede evitar la inestabilidad y torsión de la correa. Cuando, la sección se puede comprobar según la siguiente fórmula de resistencia:

La fórmula de cálculo de tensiones normales en el punto 1.2.3.4 de la sección es la siguiente:

Cálculo de estabilidad general

Cuando el techo no puede bloquear las correas. Cuando hay inestabilidad lateral y torsión (como cuando se utilizan paneles de techo a presión), se debe verificar la sección transversal. de acuerdo con la fórmula de estabilidad:

Cálculo de la deformación

Las correas del alma sólida deben verificarse perpendiculares a la deflexión en la dirección del techo.

Para correas simplemente apoyadas en ambos extremos de la sección de canal curvado:

Para correas simplemente apoyadas en ambos extremos de la sección en forma de Z:

Deflexión permitida [v ] Tome el valor de acuerdo con la siguiente tabla

Requisitos estructurales de las correas

Cuando la luz de las correas es mayor a 4 m, se deben colocar tirantes en la posición media del tramo entre las correas. Cuando la luz de la correa sea superior a 6 m, se debe instalar una riostra en cada tercer punto de la luz de la correa.

La función de los tirantes es evitar la deformación lateral y torsión de las correas y proporcionar un punto de apoyo intermedio en la dirección del eje x. La fuerza de este punto de apoyo intermedio debe transmitirse a componentes con mayor rigidez, por lo que es necesario instalar tirantes diagonales y tirantes rígidos en la cumbrera o alero.

Disposición de tirantes y tirantes

Cuando la succión del viento supera la carga permanente de la cubierta, la dirección de la fuerza lateral es opuesta. En este momento, los tirantes diagonales de las barras de acero en forma de Z deben colocarse en la cumbrera, mientras que las correas de acero del canal laminado deben colocarse en los aleros.

Por lo tanto, para tener en cuenta las dos situaciones, en áreas con fuertes cargas de viento, se deben instalar tirantes diagonales en los aleros y cumbreras, o bien hacer tirantes horizontales y diagonales capaces de soportar ambos. Una varilla rígida que soporta tensión y presión.

Las barras de unión suelen estar hechas de acero redondo y el diámetro del acero redondo no debe ser inferior a 10 mm. Los tirantes redondos de acero se pueden ubicar dentro de 1/3 de la altura del alma desde el ala superior de la correa.

Cuando el reborde inferior de la correa está bajo presión bajo la acción de la succión del viento, el techo debe conectarse directamente a la correa con tornillos autorroscantes y los tirantes deben ubicarse cerca del reborde inferior.

Para tener en cuenta las condiciones de viento y sin viento, se pueden disponer alternativamente cerca de las pestañas superior e inferior.

La conexión entre tirantes, tirantes y correas se muestra en la figura. Los tirantes diagonales pueden estar doblados o no. El primer método requiere que la longitud en línea recta de la curvatura no exceda los 15 mm, mientras que el último método requiere conectar las correas con almohadillas inclinadas o ángulos de acero.

Las correas de alma sólida se pueden conectar a vigas inclinadas de marco rígido a través de soportes de correas. Los soportes de correas pueden estar hechos de acero en ángulo y placas de acero. El número de pernos de conexión entre las correas y los soportes de correas no debe ser. menos de 2 y debe estar a lo largo de la dirección de altura de las correas. Para el diseño, consulte la imagen a continuación. El propósito de instalar soportes de correa es evitar que la sección final de la correa se tuerza y ​​mejorar su estabilidad general.

Cuando se utilizan paneles de techo a presión, la configuración de los tirantes se determina en función del cálculo de estabilidad de las correas.

Los puntales rígidos pueden estar hechos de tubos de acero, acero cuadrado o acero en ángulo. La sección transversal generalmente se selecciona de acuerdo con los requisitos de rigidez de la barra de compresión: [λ]≤200