Наружные грани колонн крайних рядов и внутренние поверхности стен (с учетом зазора е, необходимого для размещения деталей крепления стен) совмещают с продольными разбивочными осями (рис. 1а), если в здании нет мостовых кранов и в зданиях, оборудованных мостовыми кранами грузоподъемностью до 30 т включительно, при шаге колонн 6 м и высоте от пола до низа несущих конструкций покрытия менее 16,2 м.
Наружные грани крайних колонн и внутренние поверхности стен (имеете с зазором е) смещают с продольных разбивочных осей на 250 мм (рис. 1 б) в зданиях, оборудованных мостовыми кранами грузоподъемностью до 50 т включительно, при шаге колонн 6 м и высоте от пола до низа несущих конструкций покрытия 16,2 и 18 м, а также при шаге колонн 12 м и высоте от 8,4 до 18 м. Когда требуется увеличить высоту сечения верхней части колонны из условий жесткости или размещения прохода в теле колонны и не удается при этом выполнить привязку 250 мм, а также в других обоснованных случаях, вы можно использовать привязку 500 мм.
Колонны средних рядов (рис. 1,3, в), за исключением колонн, примыкающих к продольному температурному шву, и колонн, установленных в местах перепада высот пролетов одного направления, располагают так, чтобы оси сечений колонн (для ступенчатых колонн их надкрановых частей) совпадали с поперечными и продольными разбивочными осями. При решении продольных температурных швов между парными колоннами в зданиях с пролетами одной высоты предусматривают две разбивочные оси со вставкой между ними (рис. 1.3, г). При наличии подстропильных ферм грани колонн, обращенные в сторону шва, следует смещать с парных разбивочных осей в сторону шва на 250 мм; размер вставки при этом должен равняться сумме размеров привязки к разбивочным осям граней колонны, обращенных в сторону шва, и расстояния между этими гранями, равного 500 мм или большему размеру, кратному 250 мм.
Привязка к поперечным разбивочным осям. Геометрические оси торцовых колонн основного каркаса смещают с поперечных разбивочных осей внутрь здания на 500 мм (рис. 1.4, о), либо на больший размер, кратный 250 мм. Можно использовать «нулевую» привязку (рис. 1.4, б). Поперечный температурный шов на парных колоннах в зданиях с пролетами одной высоты устраивают, совмещая ось шва с разбивочной осью (рис.1.4,в). Допускается решение шва, при котором его ось размещается в пределах вставки размером 250 мм между двумя разбивочными осями (рис. 1.4, г). Можно заменить размер привязки 500 мм большим, но кратным 250 мм.
Привязка колонн в местах перепада высот. Перепады высот в пределах одного пролета не предусматривают или делают это в исключительных случаях при соответствующем обосновании. Такие перепады совмещают с температурными швами на парных колоннах, предусматривая две поперечные разбивочные оси со вставкой между ними. Привязку колонн к этим осям принимают по рис. 1,5, а. Размер вставки должен быть кратным 50 мм и равняться (с округлением) сумме зазора е, толщины стены и зазора не менее 20 мм между наружной плоскостью стены и крайней поперечной разбивочной осью пониженного пролета.
Перепады высот параллельных пролетов проще сделать на одной колонне. При большой ширине здания, а также при сборных железобетонных колоннах перепады совмещают с продольными температурными швами, решая их на парных колоннах и предусматривая две продольные разбивочные оси со вставкой между ними (рис. 1.5, б). Размер вставки с должен быть кратным 50 мм и равняться (с округлением) сумме привязок
к разбивочным осям граней колонн, обращенных в сторону перепада, зазора е, толщины стены и и зазора не менее 50 мм между наружной плос--костью этой стены и гранью колонны пониженного пролета. Размер вставки при этом назначают не менее 300 мм.
Примыкание взаимно-перпендикулярных пролетов осуществляют на парных колоннах, предусматривая между крайней продольной и торцевой поперечной разбивочными осями вставку с размером, кратным 50 мм, но не менее 300 мм. Примеры привязок для случаев примыкания к продольной стороне пониженного и повышенного поперечных пролетов приведены соответственно на рис. 1.5, в, г.
Размеры здания по высоте. Основным вертикальным размером одноэтажного здания является высота Но от пола до низа несущих конструкций покрытия. Для стальных конструкций с шарнирным опиранием стропильных ферм на колонны высоту Но измеряют от пола до верха колонн, а нижние пояса стропильных ферм располагают на 150 мм выше. Обычно высоту Но назначают кратной 0,6 м для Но < 6 м и 1,2 м для
Но>6 м.
Высоту помещений от пола до низа выступающих элементов покрытия или перекрытия принимают не менее 2,2 м. Высота помещений от пола до низа выступающих частей оборудования и коммуникаций в местах регулярного прохода людей должна быть не менее 2 м, а в местах нерегулярного перехода 1.8 м.
Связи между колоннами
Связи между колоннами служат для обеспечения их геометрической неизменяемости, устойчивости колонн из плоскостей рам, восприятия и передачи на фундаменты нагрузок, действующих вдоль здания, обеспечения условий высококачественного и удобного монтажа колонн. Они представляют собой систему распорок и жестких дисков (связевых блоков). Жесткие диски составляют основу связей, с их помощью осуществляется прикрепление всех прочих элементов связей к фундаментам. В пределах температурного отсека должно быть не менее одного жесткого диска по каждому ряду колонн, в коротких зданиях 40...60 м связевые блоки можно установить в торцах здания (рис. 1.6, а), обеспечив кратчайший путь передачи на фундамент ветровой нагрузки на торец здания, но лишив здание свободы температурных перемещений. В длинных зданиях температурные напряжения могут существенно сказаться на устойчивости продольных элементов каркаса, поэтому связевые блоки следует размещать в середине температурного блока (рис 1.6, б), обеспечив ему свободу температурных перемещений. В этом случае усилия от ветровой нагрузки, действующие на торец здания, будут передаваться от ветровой фермы к связевому блоку через распорки 1 или 2, в зависимости от того, какие из них расположены в плоскости ветровой фермы. Понятно, что такие распорки и узлы их сопряжения с колоннами должны быть проверены расчетом на передачу ветровой нагрузки. Связи 1, 2 выполняют еще одну функцию: они облегчают монтаж колонн, обеспечивая их фиксацию в проектном положении. Для предотвращения взаимного смещения распорок 1, 2 за счет податливости узловых сопряжений в отдельных местах по длине каркаса (через 4...5 шагов колонн) можно предусмотреть их объединение в единые решетчатые системы 3.
С помощью распорок 4, закрепленных в узле связевого блока, можно уменьшить расчетную длину колонн из плоскости рамы, если не выполняется проверка их устойчивости из этой плоскости. Вопрос выбора между увеличением сечения колонн или установкой распорок решается на основе технико-экономического анализа.
Роль распорок могут выполнять продольные элементы каркаса: балки междуэтажных перекрытий, ригели стенового фахверка, подкрановые балки и др. На рис. 1.6, в показано использование подкрановой балки в этой роли. Для передачи усилия от ветровой фермы на подкрановую балку следует предусмотреть связь б.
При большой длине здания (температурного блока) за счет податливости креплений продольных элементов к колоннам влияние связей ослабевает, поэтому расстояние от торца здания до диска связей ограничено, что приводит к необходимости установки двух связевых блоков (рис. 1.6, в).
Связи между фермами, создавая общую пространственную жесткость каркаса, обеспечивают заданную геометрию конструкций покрытия и удобство монтажа, закрепляют сжатые элементы из плоскости ригеля, перераспределяют на соседние рамы местные нагрузки, приложенные к одной раме.
Система связей покрытия (рис. 1.19) состоит из горизонтальных и вертикальных. Горизонтальные связи располагают в плоскостях нижних и верхних поясов ферм, вертикальные — в плоскостях опорных и некоторых других стоек ферм.
Горизонтальные поперечные связи по нижним поясам ферм 1 размещают в торцах температурных блоков, а при длинах этих блоков более 144 м дополнительно предусматривают поперечные связи в середине блока. Горизонтальные поперечные связи образуют путем объединения нижних поясов двух соседних стропильных ферм с помощью решетки. Полученные в результате такого объединения горизонтальные фермы выполняют две основные функции. Во-первых, они воспринимают от стоек торцового фахверка ветровую нагрузку и передают ее на связи между колоннами и далее с их помощью — на фундаменты. Во-вторых, они закрепляют от смещений вертикальные связи и растяжки между нижними поясами ферм.
Распорки (растяжки) между нижними поясами ферм закрепляют эти пояса от смещений и тем самым сокращают их расчетную длину из плоскости фермы. Это способствует уменьшению вибрации нижних поясов ферм.
Горизонтальные продольные связи по нижним поясам ферм 3 служат опорами для верхних концов стоек продольного фахверка. Кроме того, эти связи при действии сосредоточенных крановых нагрузок, приложенных к одной раме, вовлекают в работу соседние рамы, что уменьшает местные поперечные деформации каркаса. Это позволяет избежать заклинивания мостовых кранов и расстройства ограждающих конструкций. Вот почему в однопролетных зданиях большой высоты, в зданиях с интенсивно работающими и тяжелыми мостовыми кранами, а также при наличии стоек продольного фахверка установка таких связей обязательна. В иных случаях эти связи можно не предусматривать.
Распорки 6 обеспечивают проектное положение ферм в процессе монтажа и ограничивают гибкость верхних поясов ферм из их плоскостей. Роль распорок могут выполнять прогоны, но только те из них, которые закреплены от смещений с помощью горизонтальных поперечных связей.
Горизонтальные поперечные связи по верхним поясам ферм 5 по конструкции и схемам размещения аналогичны связям по нижним поясам ферм. Они служат для закрепления от смещений распорок по верхним поясам ферм и прогонов. От этих связей можно отказаться, если между соседними стропильными фермами связевого блока установить вертикальные связи (на рис. 1.19, б показаны пунктиром) и через них обеспечить прикрепление распорок к поперечным связям по нижним поясам
ферм.
При наличии жесткого диска покрытия из панелей или профилированного настила распорки между фермами и поперечные связи по верхним поясам стропильных ферм нужны только на период монтажа.
При шаге ферм 12м между фермами связевого блока устанавливают вертикальные связи, к которым прикрепляют дополнительный пояс поперечной связевой фермы по нижним поясам (рис. 1.20).
Рис. 1.19. Связи покрытия:
а — связи по нижним поясам ферм; б — связи по верхним поясам ферм; 1 — поперечные горизонтальные связи по нижним поясам ферм (ветровая ферма); 2 — растяжки по нижним поясам; 3 — продольные горизонтальные связи по нижним поясам ферм; 4 — вертикальные связи покрытия; 5 — поперечные горизонтальные связи по верхним поясам ферм; б—распорки по верхним поясам ферм
Рис. 1.20. Фрагмент связей при шаге колонн 12 м:
а — связи по нижним поясам ферм; б — связи по верхним поясам ферм; 1 — поперечные горизонтальные связи; 2 — вертикальные связи; 3 — продольные горизонтальные связи; 4 — прогоны; 5 — стойки продольного фахверка
5 Конструктивные элементы, из которых состоит здание, в соответствии с их назначением делят на две группы: несущие и ограждающие конструкции. Несущие конструкции воспринимают все действующие на здание нагрузки с передачей их через фундаменты на основание. Ограждающие конструкции защищают здание от внешних атмосферных воздействий, изолируют происходящие в здании процессы и работающих в нем людей от внешнего пространства, обеспечивая оптимальные технологические и санитарно-гигиенические условия. Некоторые конструктивные элементы, например профилированный настил, сочетают в себе несущие и ограждающие функции. Такие элементы мы будем относить к несущим или к ограждающим в зависимости от контекста.
Конструктивные схемы здания с объединением несущих конструкций в единую самостоятельную систему каркас называют каркасными. Здания, где функции несущих элементов выполняют стены, называют бескаркасными.
По способу восприятия горизонтальных воздействий схемы каркасов подразделяют на рамные, связевые и рамно-связевые. Наибольшее распространение в одноэтажных и малоэтажных зданиях получила рамно-связевая схема с рамами в поперечном направлении и с вертикальными связями — в продольном. Связевые схемы часто применяют в каркасах высотных зданий.
