2.3.2. Связи покрытия
Система связей покрытия зависит от типа каркаса (стальной или смешанный), типа покрытия (прогонное или беспрогонное), грузоподъемности кранов и режима их работы, наличия подвесного подъемно-транспортного оборудования и подстропильных ферм. Система связей покрытия состоит из горизонтальных и вертикальных связей, образующих жесткие блоки в торцах здания или температурного блока и при необходимости промежуточные блоки по длине отсека (см. рис. 2.5–2.6).
Горизонтальные связи в плоскости нижних поясов стропильных ферм проектируются двух типов. Связи первого типа состоят из поперечных и продольных связевых ферм и растяжек (рис. 2.5, а – при шаге ферм 6 м; рис. 2.5, б – при шаге 12 м). Связи второго типа состоят из поперечных связевых ферм и растяжек (рис. 2.5, в – при шаге ферм 6 м; рис. 2.5, г – при шаге ферм 12 м).
Поперечные связевые фермы по нижним поясам стропильных ферм предусматриваются в торцах здания, а также у температурных швов здания и торцов сейсмического отсека.
При длине температурного блока более 144 м и при кранах большой грузоподъемности (Q ≥ 50 т) следует предусматривать также и промежуточные поперечные горизонтальные связи примерно через 60 м. Горизонтальные поперечные связи в уровне нижних поясов ферм воспринимают ветровую нагрузку на торец здания, передаваемую верхними частями стоек стенового фахверка. Они вместе с горизонтальными поперечными связями по верхним поясам ферм и вертикальными связями между фермами обеспечивают пространственную жесткость покрытия.
Горизонтальные продольные связевые фермы в плоскости нижних поясов стропильных ферм предусматриваются в зданиях со стальным каркасом:
– оборудованными мостовыми кранами грузоподъемностью ≥10 т;
– оборудованными мостовыми кранами групп режима работы 6К–8К;
– при устройстве покрытий с подстропильными фермами;
– с расчетной сейсмичностью 7, 8 и 9 баллов;
– при отметке низа стропильных ферм свыше 18 м независимо от грузоподъемности кранов;
– при шаге стропильных ферм 12 м с применением стоек продольного фахверка.
а)
Рис. 2.5. Связи по нижним поясам ферм
в)
Рис. 2.5. (продолжение)
Продольные связи следует располагать в однопролетных зданиях вдоль обоих рядов колонн по крайним панелям нижних поясов стропильных ферм, они совместно с поперечными связями образуют жесткий контур в плоскости нижних поясов ферм.
Продольные связи обеспечивают совместную работу системы плоских рам, вследствие чего поперечные деформации каркаса от действия горизонтальной тормозной сосредоточенной силы от мостовых кранов значительно уменьшаются.
В случае, когда жесткость в горизонтальной плоскости панелей нижних
поясов ферм, находящихся между двумя поперечными связевыми фермами, недостаточна, предельные значения гибкости поясов обеспечиваются постановкой растяжек, закрепленных за узлы связевых ферм.
Одним из основных назначений горизонтальных поперечных связей в уровне верхних поясов стропильных ферм является обеспечение их устойчивости из плоскости фермы.
По верхним поясам стропильных ферм поперечные горизонтальные связи при покрытии с прогонами следует назначать в любом одноэтажном промышленном здании. Поперечные связевые фермы по верхним и нижним поясам рекомендуется совмещать в плане. Они совместно с вертикальными связями (между стойками решетки) образуют пространственные связевые блоки. Расстояние между этими блоками не должно превышать 144 м, тем самым уменьшаются поперечные перемещения поясов ферм, возникающие вследствие податливости связей.
Решетка поперечных связей по верхним поясам ферм затрудняет использование решетчатых прогонов и поэтому горизонтальные поперечные связи, как правило, не применяются. В этом случае развязка ферм обеспечивается системой вертикальных связей между фермами (рис. 2.6, а, б).
Связи по фонарям следует располагать в плоскости верхних поясов (ригелей) у торцов фонаря и с обеих сторон температурных швов.
При наличии жесткого диска кровли в уровне верхних поясов покрытиях без прогонов (в которых крупноразмерные железобетонные плиты приварены к верхним поясам или профилированный лист покрытия прикреплен в каждом гофре) поперечные связи по верхним поясам ферм устраиваются только в торцах здания и у температурных швов, В остальных случаях необходимы распорки у конька и у опор стропильных ферм.
Для выверки конструкций и обеспечения их устойчивости в процессе монтажа в уровне верхних поясов предусматриваются инвентарные съемные связи.
При наличии подстропильных ферм в однопролетных покрытиях без прогонов необходимо устройство продольных горизонтальных связей в плоскости верхних поясов ферм в одной из крайних панелей фермы.
При расчетной сейсмичности 7, 8 и 9 баллов предусматриваются поперечные связевые фермы или диафрагмы жесткости, устанавливаемые в торцах сейсмического отсека и дополнительно промежуточные (не менее одной): при длине отсека более 96 м в зданиях с расчетной сейсмичностью 7 баллов; при длине отсека более 60 м в зданиях с расчетной сейсмичностью 8 и 9 баллов.
В диафрагмах жесткости профилированный настил, кроме основной функции ограждающих конструкций, выполняет функцию горизонтальных связей по верхним поясам стропильных ферм.
Диафрагмы жесткости выполняются из профилированного настила марок H60-845-0,9 или H75-750-0,9 с усиленным креплением его к прогонам.
д)
Рис. 2.6. Связи по верхним поясам ферм
Стропильные фермы, не примыкающие непосредственно к поперечным связям, раскрепляются в плоскости расположения этих связей распорками и растяжками. Распорки обеспечивают необходимую боковую жесткость ферм при монтаже (предельная гибкость верхнего пояса фермы из ее плоскости при монтаже λu = 220). Растяжки предусматриваются для уменьшения гибкости нижнего пояса с целью предотвращения вибрации. Предельная гибкость
нижнего пояса из плоскости фермы принимается: λu = 400 – при статической нагрузке и λu = 250 – при кранах режимов работы 7К и 8К или при воздействии динамических нагрузок, приложенных непосредственно к ферме.
В зданиях с кровлей по железобетонным плитам в уровне верхних поясов стропильных ферм предусматриваются распорки (рис. 2.5, а). Распорки следует устанавливать по коньковым узлам ферм и в пределах фонаря, а также в опорной части стропильных ферм. В зданиях с кровлей по стальному профилированному настилу распорки достаточно расположить только в подфонарном пространстве (где прогоны по верхнему поясу ферм отсутствуют). Наличие таких распорок по коньковым узлам ферм является обязательным. Раскрепление ферм между собой осуществляется прогонами (рис. 2.6, б).
При шаге стропильных ферм 6 м поперечные связевые фермы образуются путем объединения нижних поясов стропильных ферм с помощью крестовой или чаще треугольной решетки. При шаге стропильных ферм 12 м вводится дополнительный пояс, подвешенный к вертикальным связям между фермами, тем самым уменьшается ширина связевой фермы до 6 м.
При шаге стропильных ферм 12 м стойки-распорки связевых ферм проектируются с достаточно большой вертикальной жесткостью (как правило, из гнутых прямоугольных профилей) для опирания на них длинных диагональных раскосов, выполненных из уголков, имеющих незначительную вертикальную жесткость.
Вертикальные связи между фермами предусматриваются по длине здания или температурного отсека в местах размещения поперечных связевых блоков.
Вертикальные связи, развязывая фермы, обеспечивают их проектное положение при монтаже и увеличивают боковую жесткость за счет уменьшения расчетной длины сжатых элементов верхнего пояса из плоскости фермы.
Вертикальные связи, как правило, располагаются в плоскостях опорных стоек стропильных ферм, в плоскостях коньковых стоек для ферм пролетом до 30 м, а также в плоскостях стоек, находящихся под узлом крепления наружных ног фонаря для ферм пролетом более 30 м. Обычно устраиваются вертикальные связи по ширине пролета через 12–15 м.
При отсутствии горизонтальных поперечных связей в уровне верхних поясов ферм, затрудняющих использование решетчатых прогонов, вертикальные связи устанавливаются через 6 м.
При опирании нижнего узла стропильных ферм на оголовок колонны сверху вертикальные связи располагаются в плоскости опорных стоек ферм. При примыкании стропильных ферм сбоку к колонне эти связи располагаются в плоскости, совмещенной с плоскостью устройства вертикальных связей надкрановой части колонны.
В покрытиях зданий, эксплуатируемых в климатических районах с рас-
четной температурой ниже –45оС, следует, как правило, предусматривать (дополнительно к обычно применяемым связям) вертикальные связи, расположенные в середине каждого пролета вдоль всего здания.