Часть 5. Компоновка конструктивной схемы каркаса.
Конструкции одноэтажных производственных зданий (основы проектирования каркаса, состав каркаса и его конструктивные схемы).
Компоновка конструктивной схемы каркаса (размещение колонн в плане).
Компоновка конструктивной схемы каркаса (компоновка однопролетных рам).
Компоновка конструктивной схемы каркаса (компоновка многопролетных рам).
Связи, схемы и основные функции связей при монтаже и эксплуатации. Связи между колоннами.
Связи, схемы и основные функции связей при монтаже и эксплуатации. Связи по покрытию.
Компоновка конструкций покрытия.
Фахверк и конструктивные заполнения проемов (стеновой каркас и окна, схемы фахверков продольных стен, схемы торцевых фахверков).
Особенности расчёта поперечных рам.
Действительная работа каркаса под нагрузкой и приближённый расчёт поперечных рам.
Нагрузки, действующие на раму каркаса (постоянные, временные: нагрузки от мостовых кранов, снеговая нагрузка, ветровая нагрузка). Сочетания нагрузок.
Учёт пространственной работы каркаса при расчёте поперечных рам.
Практические приёмы определения расчётных усилий в элементах рамы.
Конструкции покрытия.
Компоновка покрытия стального каркаса, его состав, типы кровельных элементов, покрытия с прогонами, подстропильными фермами, фонарями.
Конструкция кровли производственного здания.
Покрытие производственного здания состоит из кровельных ограждающих) конструкций, несущих элементов (прогонов, ферм, фонарей) на которые опирается кровля, и связей по покрытию обеспечивающих пространственную неизменяемость, жесткость и устойчивость все покрытия и его отдельных элементов.
Покрытие производственного здания решается применением прогонов или без них. Кровля по прогонам получается легче вследствие небольшого пролета ограждающих элементов, но требует большего расхода металла (на прогоны) и более трудоемка в монтаже. Беспрогонная кровля индустриальна и проста в монтаже, обеспечивает меньший расход стали (при применении железобетонных панелей); основной недостаток ее - большая масса.
В зависимости от принятого типа кровли определяется необходимый уклон покрытия для обеспечения водоотвода.
Прогоны.
Прогоны предназначены
для применения в строительстве
общественных зданий и зданий
административно-бытового назначения
со стенами из кирпича или крупных блоков
из местных материалов, возводимых в
обычных условиях строительства. Прогон
— горизонтальный конструктивный элемент
покрытия здания (сооружения). Прогон
опирается на основные несущие конструкции
покрытия (балки или фермы), по нему
укладывают плиты или настил.
Стропильные и подстропильные фермы (схемы ферм, особенности расчёта усилий, узлы).
Схемы ферм, применяемых в покрытиях производственных зданий, достаточно разнообразны. Выбор типа ферм зависит от технологических условий производства, конструкции кровли и технико-экономических соображений. Высоту ферм в середине пролета hф принимают на основе технико-экономического анализа с учетом условий перевозки.
В зданиях с подвесным транспортом (подвесные краны, конвейеры) высота ферм определяется с учетом повышенных требований к жесткости покрытия. Решетку стропильных ферм проектируют обычно треугольной с дополнительными стойками. Схемы стропильных ферм из парных уголков и их основные размеры должны соответствовать ГОСТ.
Подстропильные фермы проектируют чаще всего с параллельными поясами, треугольной решеткой и стойками, к которым крепят стропильные фермы. Высота подстропильных ферм определяется конструкцией узла примыкания стропильной фермы и зависит от высоты последней. Узел примыкания стропильных ферм к подстропильным обычно выполняется шарнирным.
Б. Определение усилий в стержнях ферм. Усилия в стержнях стропильных и подстропильных ферм при шарнирном сопряжении их с колоннами от неподвижной узловой нагрузки определяют графическим или аналитическим способом. При внеузловой передаче нагрузки пояс фермы работает на осевое усилие с изгибом. Усилия от подвижной нагрузки (подвесных кранов, тельферов) определяют по линиям влияния.
При определении опорных моментов следует учитывать: первую комбинацию с максимальным (по абсолютному значению) моментом, вызывающую наибольшее растягивающее усилие в крайней панели верхнего пояса, и вторую комбинацию моментов без учет) снеговой нагрузки для определения возможного сжимающего усилил в нижнем поясе.
Для определения расчетных усилий в стержнях фермы составляют таблицу, включающую усилия от постоянных и временных нагрузок от распора рамы и опорных моментов.
3. Опорные узлы
Конструкция опорных узлов ферм зависит от способа сопряжения фермы с колонной.
При шарнирном сопряжении наиболее простым является узел опирания фермы на колонну сверху с использованием дополнительной стойки (надколонника). При таком решении возможно опирание ферм как на металлическую, так и на железобетонную колонну. Аналогично решается и узел опирания стропильной фермы на подстропильную.
В случае действия больших опорных моментов и при необходимости повышения жесткости узла сопряжения ригеля с колонной целесообразно выполнить соединение верхнего пояса с колонной на сварке.
Особенности работы и расчета стропильной фермы в системе поперечной рамы. Конструкция, работа и расчет шарнирного и жесткого примыкания фермы к колонне.
Конструкции, работа и расчет узлов заводских и укрупнительных стыков ферм.
Фонари.
В зависимости от назначения фонари производственных зданий подразделяются на светоаэрационные и аэрационные.
Наиболее широко применяются продольные П-образные фонари с наружным отводом воды. Для пролета 18 м ширина фонаря принимается 6 м, для больших пролетов - 12 м.
Высота фонаря зависит от требуемой освещенности и определяется светотехническим расчетом. Основными элементами фонаря являются: поперечная конструкция, продольная конструкция для крепления остекления и система связей.
Поперечная конструкция фонаря состоит из стоек, воспринимающих вертикальную нагрузку от покрытия и снега, и раскосов, служащих для обеспечения неизменяемости фонаря и восприятия ветровых нагрузок.
Для восприятия ветровых нагрузок на торец фонаря, а также для обеспечения неизменяемости конструкций в продольном направлении по фонарям устанавливают связи: горизонтальные поперечные по верхним поясам фонарей и вертикальные. Конструктивное решение связей по фонарям аналогично конструкции связей по стропильным фермам.
Аэрационные фонари предназначены только для аэрации зданий и применяются в производствах, связанных с большими тепловыделениями.