3.6.1. Плоскостные несущие конструкции покрытий

В промышленных зданиях наибольшее распространение получили плоскостные безраспорные конструкции (стропильные конструкции). В первую очередь к ним относятся балки и фермы, имеющие длину равную ширине пролета здания. Эти конструкции устанавливают по длине здания с определенным шагом, называемым шагом стропильных конструкций. При шаге стропильных конструкций равном шагу колонн конструкции покрытия опирают на колонны каркаса.

В тех случаях, когда шаг стропильных конструкций меньше шага колонн, для опирания стропильных конструкций в промежутках между колоннами устанавливают дополнительные конструкции (также в виде балок или ферм), называемые подстропильными конструкциями.

Выбор конструкции покрытия зависит от размеров перекрываемого пролета, технологических требований, температурно-влажностных условий, наличия агрессивных сред и других факторов.

Так, применение балок (сплошностенчатых конструкций) наиболее целесообразно при пролетах не более 18 м. Однако возможно использование балок из железобетона при пролетах до 21 м для и стальных балок при пролетах до 30 м.

Железобетонные балки чаще всего имеют тавровое сечение при пролетах ≤ 12 м и двутавровое при больших пролетах.

Стальные балки чаще всего выполняют из прокатных или сварных двутавров.

При больших пролетах могут применяться балки с гофрированной стенкой, а при высоком уровне нагрузок двустенчатые балки и т.д.

При пролетах 24 м и более рекомендуется применять решетчатые конструкции в виде железобетонных или стальных ферм. Это позволяет в значительной степени сократить расход материала, так как балки и фермы работают на изгиб, их несущая способность зависит от величины момента инерции, а применение ферм позволяет его увеличить за счет увеличения высоты конструкции.

Из железобетонных ферм чаще всего применяют безраскосные фермы для скатного или малоуклонного покрытия. Возможно также применение ферм с параллельными поясами и сегментных раскосных ферм.

При необходимости, фермы и балки опирают на подстропильные конструкции.

Стальные фермы могут иметь различные очертания. Их выполняют из прокатных или гнутосварных профилей: уголков, широкополочных тавров, широкополочных двутавров, швеллеров, замкнутых гнутосварных труб прямоугольного сечения, электросварных труб и др.

С параллельными поясами

Треугольного очертания

Полигональные и др.

Применение ферм целесообразно при пролетах до 60 м, так как высота ферм обычно составляет 1/6 – 1/10 L.

Перекрывать пролёты до 100 и более метров позволяют арочные конструкции. Арка – это криволинейный брус, очерченный по окружности или по параболе. В сечениях арки возникают и продольные усилия, и поперечные силы, и изгибающие моменты, однако величина момента значительно меньше, чем в фермах или балках.

Арки могут быть сплошными и решётчатыми, распорными и безраспорными (арки с затяжками). В арках с затяжкой распор воспринимается затяжкой, которая располагается в уровне верха колонн или под полом. При отсутствии затяжки для восприятия распора приходится устраивать очень развитые фундаменты.

К плоскостным распорным конструкциям относятся также рамные конструкции.

В последние годы довольно широко применяют конструкции типа «плита на пролет» в виде крупноразмерных плит шириной 3 м и длиной 18 или 24 м. Эти плиты могут быть плоскими, двускатными или криволинейного очертания П, Т и 2Т – образного сечения. Плиты укладывают в направлении пролета на подстропильные балки, укладываемые на колонны вдоль здания.