Стальной каркас. Колонны. Особенности фундаментов. Фахверк

Стальной каркас промышленного здания состоит из тех же элементов, что и ж/б, только материал каркаса- сталь.

Применение стальных конструкций целесообразно при:

1. для колонн: при шаге 12 м и более, высоте здания более 14,4 м., двухъярусном расположение мостовых кранов, при грузоподъемности кранов 50 т и более, при тяжелых режимах работ;
2. для стропильных конструкциях: в отапливаемых зданиях пролетом 30 м и более; в неотапливаемых зданиях 24 м и более; над горячими цехами, в зданиях с большими динамическими нагрузками; при наличии стальных колонн.
3. для подкрановых балок, фонарей, ригелей и стоек фахверка

Колонны разработаны одноветьевыми и сплошностенчатыми постоянного сечения при высоте зданий 6- 9,6 м, пролетом 18, 24 м.(серия 1,524-4, вып.2), двухветвевыми при высоте здания 10,8-18 м., пролетом 18,24,30,36 м. (серия 1,424-4, вып.1 и 4), раздельного типа, применяемые в зданиях большой грузоподъемностью и высотой более 15 м.

При высоте зданий до 7,2 не предусмотрены мостовые краны, только подвесное оборудование с грузоподъемностью до 3,2 т.; в зданиях 8,4-9,6 могут применяться мостовые краны грузоподъемностью до 20 т.

Различают 3 типа колонн: 1) колонны постоянного сечения. м/б сплошными, сквозными, в которых полюса скреплены решеткой.

2) колонны по высоте сечения(ступенчатые колонны). м/б со сквозной и сплошной стенкой.

3) колонны раздельного типа, когда ветви колонн не жестко связаны м/у собой.

Верхняя часть колонны двутавровая, нижняя из двух ветвей, соединенных решеткой из прокатных уголков, которые приваривают к полкам ветвей.

В целях унификации колонн их нижние торцы нужно располагать на отметке -0,6 м. Для защиты от коррозии подпольную часть колонн вместе с базой покрывают слоем бетона.

Шаг колонн рекомендован для бескрановых зданий и с подвесным оборудованием по крайним рядам-6 м., средним- 6, 12 м.; с мостовыми кранами по крайним и средние рядам- 12 м.

Фундаменты стальных колонн. Под стальные колонны, как правило, устраивают железобетонные монолитные фундаменты.

Подколонники делают сплошными (без стаканов) и снабжают анкерными болтами для закрепления башмака колонны. Верх подколонника располагают с таким расчетом, чтобы башмак стальной колонны и верхние концы анкерных болтов были, покрыты полом. С этой целью в зависимости от типа башмака отметка верха фундамента назначается — 0,4—1 м.

При необходимости заглубления фундаментов стальных колонн на 4 м и более возможно применение сборных железобетонных подколонников, изготовляемых по типу сборных железобетонных двухветвенных колонн. Такой подколонник нижним концом закрепляют в стакане фундамента, на верхнем конце он имеет анкерные болты для крепления стальной колонны. Фундамент под смежные колонны устраивают общим даже и в том случае, когда в числе смежных колонн имеются и стальные и железобетонные колонны.

Стальные колонны устанавливают на фундаментах, в которые заранее заделывают анкерные болты для крепления колонн. Проектное положение колонн в плане обеспечивается правильным расположением анкерных болтов на фундаментах, а точность установки по высоте — тщательной подготовкой опорных колонн: поверхностей фундаментов.

Рис. 29. Фундаменты под стальные колонны с опорными стальными деталями: а — вид башмака и опоры; б — кондуктор; 1 — опорные балки; 2 — закладные детали; 3 — риски осей; 4 – кондуктор с отверстиями для анкерных болтов; 5 и 6 — риски осей на башмаке колонны; 7 — подливка

Опирание колонн осуществляется одним из следующих способов:
1) на поверхность фундамента, возведенного до проектной отметки подошвы колонны, без последующей подливки цементным раствором. от0т способ применяют для колонн с фрезерованными подошвами башмаков (рис. 28);
2) на заранее установленные и выверенные опорные детали (балки, рельсы и др.) с последующей подливкой цементным раствором (рис. 29). фундамент бетонируют до уровня на 250—300 мм ниже проектной отметки опорной плоскости башмака колонны. Затем устанавливают опорные детали и закладные части, бетонируют верхнюю часть фундамента до уровня на 40—50 мм ниже верха опорных деталей. Опорная (нижняя) поверхность башмака колонны при этом способе подготовки фундамента должна быть изготовлена строго перпендикулярно к оси колонны;

Рис. 30. Фундамент под стальную колонну с опорной плитой: 1 — опорная плита; 2 — планки с нарезными отверстиями; 3 — установочные винты; 4 — кондуктор с отверстиями для анкерных болтов; 5 — риски разбивочных осей; 6 — анкерные болты; 7 — закладные детали; 8 — подливка; 9 — верх фундамента; 10 — низ башмака колонны

3) на заранее установленные, выверенные и подлитые цементным раствором стальные опорные плиты (рис. 30). Фундамент бетонируют до уровня на 50—80 мм ниже проектной отметки подошвы плиты, затем устанавливают опорные плиты, совмещая их осевые риски с рисками разбивочных осей на деталях, заделанных в фундамент. Положение каждой плиты по высоте регулируется установочными винтами с таким расчетом, чтобы верхняя плоскость плиты расположилась на
проектной отметке опорной плоскости башмака колонны. Опорные поверхности плит и колонн должны быть простроганы на заводе.

Стальные колонны торцового фахверка выпол­няются из сварных двутавров высотой 0,5 м с ши­риной полок от 0,4 до 0,55 м. Расчетная схема фах­верковых колонн предусматривает их шарнирное опирание понизу на фундаменты, а поверху на ус­танавливаемые в торцах здания горизонтальные ветровые балки и фермы. Ветровые балки устанав­ливаются в пролетах с опорными мостовыми кра­нами на уровне крановых путей и дополнительно используются как ремонтные площадки. Ветровые фермы устанавливаются поверху в бгскрановых пролетах и в качестве промежуточных опор не реже чем через 10—12 м по высоте здания.

Колонны торцового фахверка воспринимают ветровую нагрузку и массу панельных стен. Ого­ловки фахверковых колонн располагаются на од­ном уровне с оголовками основных колонн — на 150 мм ниже пояса стропильной фермы. В преде­лах высоты стропильной фермы фахверковые ко­лонны наращиваются сварными двутаврами высо­той сечения 0,25 м. Эти надставки не доходят на 0,1—0,3 м до подкровельного настила и в пределах высоты парапета продолжаются насадками из про­катных уголков. Полка уголка-насадки заводится в вертикальный шов между парапетными панелями. Таким образом, колонны торцового фахверка про­должаются на всю высоту торцовых стен и не пе­ресекаются с конструкциями покрытия.