Каркаси одноповерхових виробничих будинків
У сучасній практиці будівництва одноповерхові промислові будівлі виконуються в каркасній конструктивній схемі. Це пояснюється необхідністю досягнення великих вільних просторів для розміщення технологічних процесів не тільки уподовж, але і упоперек споруди. Несучий каркас одноповерхової промислової будівлі складається з взаємно зв'язаних між собою поперечних рам, утворених колонами і ригелями, як які використовуються балки, ферми і арки із затягуваннями (мал. 1, а—в).
Мал. 1. Конструктивна схема каркаса одноповерхової промислової будівлі, виконаної в конструкціях:
а — сталевих; б — залізобетонних; в — дерев'яних;
1— колони; 2— ферм, 3— підкранові балки; 4—прогони по фермах;
5—горизонтальні зв'язки по фермах;
6— вертикальні зв'язки між фермами; 7— рам ліхтаря;
8—горизонтальні зв'язки ліхтаря; 9— прогонів ліхтаря;
10— вертикальні зв'язки ліхтаря; 11— вертикальні зв'язки по колонах;
12—залізобетонна надбудова ліхтаря; 13— одноветвевая колона;
14— двухветвевая колона; 15— плит покриття; 16—стіни;
17—фундаменти; 18— дерев'яна клеєна балка; 19— мостовий кран;
двухветвевая гратчаста колона; 21— дерев'яна клеєна колона.
Разом з плоскими рамами в одноповерхових промислових будівлях широке застосування знаходять просторові конструкції.
Каркаси одноповерхових промислових будівель можуть виконуватися в залізобетоні, металі і дереві.
Переважне застосування в масових промислових будівлях, а також у випадках дії на споруду порівняно невеликих навантажень мають залізобетонні каркаси, в яких при прольотах до 18 м включно як ригелі доцільно використовувати двосхилі залізобетонні балки таврового і двотаврового поперечного перетину, а при прольотах 24, 30 і 36 м — ферми сегментного, трапецієвидного контура і з паралельними поясами.
При великих навантаженнях і значних прольотах, а також при мостових кранах великої вантажопідйомності слід переходити на використання сталевих каркасів.
Сталеві каркаси з легкими металевими конструкціями проте можуть успішно конкурувати за вартістю і трудомісткістю зведення із залізобетонними каркасами, починаючи з прольоту 18 м.
Широке застосування в одноповерхових промислових будівлях знаходять поперечні рами змішаної конструкції: колони — залізобетонні; рігелі— металеві. Гідністю таких змішаних каркасів є менша вартість, велика надійність експлуатації при дії високих температур і агресивних середовищ.
Сітки колон одноповерхових каркасних будівель масового застосування слід призначати розміром 6X18, 6X24, 6X30, 6X36, 12X18, 12X24, 12X30 і 12X36 м. При цьому прольоти слід приймати кратними 6, а кроки між рамами переважні 12 м.
При кроці колон 12 м по контуру будівлі і по торцях часто влаштовуються додаткові фахверковиє колони з кроком 6 м для кріплення ригелів під легкі стінні панелі або залізобетонні стінні панелі завдовжки 6 м.
Поперечні рами одноповерхових будівель можна класифікувати по ряду ознак; по сполученню ригеля з колонами; по числу прольотів; по перетину стійкий; по конструкції ригеля; по контуру ригеля. Найбільш поширеним сполученням ригеля з колонами є шарнір, що забезпечує простоту збірки каркаса, взаємозамінність елементів конструкцій ригеля.
Жорстке сполучення ригеля з колонами слід застосовувати переважно в одноповерхових будівлях великої висоти або у разі перекриття великих прольотів.
Сучасні тенденції блокування різних цехів під одним дахом, визначають переважне застосування багатопролітних промислових будівель з ригелями в одному рівні у всіх рамах з похилими ригелями або з перепадами ригелів по висоті залежно від характеру технологічного процесу.
Скорочення витрати матеріалу в каркасах одноповерхових будівель може бути отримане при шарнірному сполученні стійкий з ригелями і фундаментами. В цьому випадку стійкість каркаса в поперечному і подовжньому напрямах забезпечується вертикальними зв'язками, поставленими в одному з основних прольотів і кроків каркаса або в межах якого-небудь отвору між елементами каркаса.
Конструкція ригеля суцільного або крізного перетину залежить головним чином від прольоту. При прольотах більше 18 м ригелі проектуються крізними у вигляді ферм з метою економії матеріалів.
Просторова жорсткість і стійкість каркасів одноповерхових будівлі в період монтажу і в процесі експлуатації забезпечуються структурною системою зв'язків, поставлених в межах блоку покриття і в межах висоти колони каркаса.
Основними зв'язками, що забезпечують загальну стійкість просторового каркаса в подовжньому напрямі, є зв'язки між колонами каркаса. Вертикальні зв'язки між колонами спільно із затисненими у фундаменті колонами забезпечують геометричну незмінність системи, сприймають тиск вітру на торець будівлі і подовжні гальмівні зусилля від мостових кранів.
Вертикальні зв'язки вигляду розкосу (мал. 2, а) працюють на розтягування і стиснення і поступаються по витраті металу зв'язкам хрестового (мал. 2, би) вигляду. Проте з огляду на те, що вони простіше у виготовленні і монтажі, останнім часом вони знаходять переважне застосування. Хрестові зв'язки працюють тільки на розтягування, тому їх проектують з одиночних профілів — куточків, швелерів і труб. При кроці колон 12 м і доцільніше переходити на застосування зв'язків портального, вигляду, як жорсткіших і економічніших по витраті матеріалу (рис. 2, в, г).
Мал. 2. Схеми систем зв'язків між колонами в одноповерхових промислових будівлях: а, би —при кроці колон 6 м; у, г —при кроці 12 м
Для одноповерхових промислових будівель із сталевим каркасом найбільше застосування отримали рами бесшарнірного типу (мал. 3, а). Для одноповерхових промислових і цивільних будівель із залізобетонним і змішаним каркасом використовуються рами з шарнірним з'єднанням ригеля з колоною і з жорстким з'єднанням колон з фундаментами.
9.3 До розрахунку однопролетной рами: а – конструктивна схема; б – розрахункова схема
У сталевих каркасах співвідношення моментів інерції перетинів ригеля і стійок рами задають з конструктивних, міркувань:
для однопролетных рам
I inf / Isup = 7.10; I p/ Isup=20.40;
для багатопролітних рам
I inf,i / Iinf,l =1.10;
де I inf, Isup — моменти інерції підкранової і надкранової частин перетину колон в однопролетном будівлі; I inf,i, Isup.l — те ж, колон зовнішнього і середнього ряду; I sup — момент інерції надкранової частини перетину колон; I b — момент інерції поперечного перетину ригеля.
Ригель каркаса з шарнірним сполученням ригеля із стійкими розраховують як звичайну балку (ферму) або як нерозрізну систему, сперту на ряд колон. Стійки рами розраховують як внецентренно стислі колони, затиснені у фундаменті.
Міністерство освіти і науки України
Київське вище професійне училище будівництва
Реферат
З предмету: «Будівельні конструкції»
На тему: «Каркаси одноповерхових промислових будівель»
Виконав.
Учень групи МС-22
Предко Є.О.
Перевірив
Шовкун Л.В.
