Стальних каркасів

Каркас виробничої будівлі являє собою єдину просторову систему несучих конструкцій, сприймаючих діючі на них навантаження.

При проектуванні виділяють основні несучі елементи, які включаються в розрахункову схему: колони і ригелі одноповерхових рамних каркасів незалежно від кількості прольотів та їх розмірів.

Конструктивні рішення основних несучих елементів каркасу залежать від габаритних розмірів будівлі, типу покриття, наявності кранів, їх вантажопідйомності та режиму роботи.

Стальні колони поперечної рами каркасу можуть бути виконані:

1) постійного перерізу по висоті колони в безкранових будівлях (суцільностінчаті – рис.9.2,а, наскрізні – рис.9.2,б);

Рис.9.2. Колони постійного перерізу в безкранових будівлях

 

2) постійного перерізу по висоті колони при наявності мостових кранів вантажопідйомністю Q £ 20 т. В цьому випадку підкранові балки опираються на консолі колони (рис.9.3,в, г – суцільний переріз; рис.9.3,д – наскрізний переріз);

3) змінного перерізу по висоті колони при мостових кранах Q > 20 т, розміщених в одному рівні – одноступінчасті (або односходинкові).

Надкранова (верхня) частина колони завжди проектується суцільного двотаврового перерізу (зварний двотавр), а підкранова (нижня) частина – з двох віток, з’єднаних між собою або стальним листом по всій довжині (суцільний переріз, рис.9.4,е), або розкісною решіткою (наскрізний переріз, рис.9.4,є,ж).

 

Рис.9.3. Колони постійного перерізу в будівлях з кранами вантажопідйомністю Q £ 20 т: 1 – підкранові балки;

2 – консолі колони; 3 – мостовий опорний кран;

4 – вітки наскрізної колони; 5 – розкісна з'єднувальна решітка

 

 

 

Рис.9.4. Колони змінного перерізу в будівлях з кранами

вантажопідйомністю Q >20 т: 1 – надкранова (верхня) частина

колони; 2 – підкранова (нижня) частина колони; 3 – підкранова балка;

4 – підкранова (внутрішня) вітка; 5 – шатрова (зовнішня) вітка;

6 – суцільний стальний лист; 7 – розкісна решітка з одинарних кутиків;

8 – підкранові вітки колони середнього ряду

 

Підкранові балки встановлюють на уступ підкранової частини колони, при цьому вісь балки суміщають з вертикальною віссю підкранової вітки. Зовнішня (шатрова) вітка крайньої колони проектується з швелера або двотавра, внутрішня (підкранова) – з двотавра. В колонах середніх рядів обидві вітки виконуються з двотаврів;

4) змінного перерізу по висоті колони при мостових кранах Q > 20 т, розміщених в двох та більше рівнях – двоярусні (двоступінчасті, двосходинкові).

 

 

 

 

Рис.9.5. Колони змінного перерізу в будівлях з кранами вантажопідйомністю Q >20 т, розміщених в двох та більше рівнях

 

Під кожну підкранову балку проектується окремий уступ (рис.9.5, з, і). Якщо в одного з кранів Q < 20 т, то його обпирання можна виконувати на консолі (рис.9.5,к).

В окремих випадках проектують роздільні колони (рис.9.6), що раціонально при низькому розміщенні кранів великої вантажопідйомності або при розширенні цехів. В роздільних колонах підкрановий стояк сприймає тільки навантаження від вертикального тиску кранів і зв’язаний гнучкими в’язями (горизонтальними планками t = 10…12 мм) з колоною поперечної рами каркасу. Підкрановий стояк виконують з прокатного або зварного двотавра.

 

 

Рис.9.6. Роздільні колони при низькому розміщенні кранів великої вантажопідйомності

 

Для схем будівель, які часто зустрічаються в практиці, розроблені альбоми робочих креслень типових конструкцій колон.

 

Ригелі поперечних рам проектуються наскрізними (у вигляді ферм), які мають менші витрати сталі порівняно з аналогічними суцільного перерізу (балками).

Конструктивні схеми каркасів розрізняються видом сполучення ригеля з колоною (жорстке або шарнірне). При жорсткому сполученні конструкція вузла кріплення ферми до колони забезпечує передачу моментів і в розрахунковій схемі приймається жорсткий вузол. Це має місце у випадку примикання ферми до колони збоку.

При обпиранні ферми на колони зверху – шарнірне сполучення.

При жорсткому сполученні горизонтальні переміщення рам менші, ніж при шарнірному. Це суттєво, оскільки значні горизонтальні переміщення колон можуть перешкоджати нормальній експлуатації мостових кранів.

Жорстке з’єднання рекомендується застосовувати:

1) для однопролітних будівель;

2) для багатопролітних будівель великої висоти, оснащених важкими кранами.

 

Рис.9.7. Жорстке з’єднання ригеля з колонами

 

 

Рис.9.8. Шарнірне з’єднання ригеля з колонами

 

В багатопролітних будівлях горизонтальні навантаження на одну раму сприймаються декількома колонами (а не двома), а тому навіть при великій висоті і легких кранах можна використовувати шарнірне з’єднання (рис.9.9).

 

Рис.9.9. Шарнірне з’єднання в багатопролітних будівлях

 

В багатопролітних будівлях з прольотами різної висоти частина вузлів може бути жорсткими, а частина – шарнірними (рис.9.10).

Опирання колон на фундаменти в площині рам, як правило, проектуються жорсткими (рис.9.11), але можливе рішення, при якому частина колон з’єднується з фундаментом жорстко, а частина – шарнірно. Це вигідно при великих тепловиділеннях під час експлуатації будівлі.

 

Рис. 9.10. Варіанти приєднання ригелів

 

Рис.9.11. Варіанти обпирання колон на фундаменти

 

При необхідності додаткового природного освітлення або аерації приміщень проектують ліхтарі, які встановлюють на верхні пояси ферм. Ліхтарі бувають (рис.9.12): 1) поздовжні; 2) поперечні; 3) точкові (зенітні).

 

 

Рис. 9.12. Види ліхтарів: 1-поздовжній; 2-поперечні; 3-точкові (зенітні)

 

9.6. Уніфікація об’ємно-планувальних параметрів.

Розміщення колон в плані. Температурні шви