«Металлические конструкции» Модуль I

1. Общая характеристика каркасов.

Производство разнообразной промышленной продукции осуществляется в специальных зданиях, называемых производственными зданиями или цехами.

Наиболее широкое распространение получили одноэтажные производственные здания оборудованные мостовыми электрическими кранами.

Современные производственные здания имеют большие пролеты и высоту, часто они оборудуются очень мощными кранами, вследствие чего в несущих конструкциях здания возникают весьма большие усилия.

Комплекс несущих конструкций, воспринимающих нагрузки от массы ограждающих конструкций здания (кровля, стеновые панели, переплеты остекления и т.п.), атмосферные нагрузки (снег, ветер), нагрузки от кранов, а в некоторых случаях и от другого технологического оборудования, называется каркасом здания.

В зависимости от размеров здания, грузоподъемности и режима работы кранов, определяемых технологией производства, а также от условий и сроков строительства несущие конструкции здания делают из стали или из железобетона. Помимо стальных или железобетонных широко применяются смешанные каркасы производственных зданий, в которых конструкции покрытия (шатра) здания и подкрановые балки – из стали, а колонны – из сборного железобетона.

Основу каркаса составляют поперечные рамы, состоящие из колонн, жестко защемленных в фундаменте, и ригелей (стропильных ферм), жестко или шарнирно соединенных с колоннами. Расстояние между осями колонн в поперечном направлении здания называется пролетом.

Производственные здания бывают однопролетными и многопролетными.

Расстояние между рамами называется шагом рам.

Жесткость и устойчивость каркаса и его отдельных элементов обеспечивается системой связей: вертикальными связями по колоннам, воспринимающие продольные усилия от действия ветра на торец здания и сил продольного торможения кранов, горизонтальными и вертикальными связями по шатру здания, обеспечивающими устойчивость конструкции покрытия.

2. Требования, предъявляемые к каркасам.

Конструкция здания должна полностью удовлетворять назначению сооружения и в то же время быть наиболее экономичной. Поэтому при проектировании производственных зданий в первую очередь необходимо учитывать эксплуатационные требования и экономические факторы.

Эксплуатационные требования

Исходя из требований эксплуатации, конструктивная схема каркаса должна обеспечивать:

а) удобство обслуживания и ремонта производственного оборудования; это требует соответствующего расположения колонн, подкрановых путей, связей и других элементов каркаса;

б) нормальную эксплуатацию кранового оборудования и других подъемных механизмов, включая доступность осмотра и ремонта его; необходимо, чтобы каркас сооружения обладал надлежащей поперечной и продольной жесткостью;

в) создание необходимых условий аэрации и освещения зданий;

г) долговечность конструкций, которая зависит в основном от степени агрессивности внутрицеховой среды.

Являясь динамическими, многократно повторяющимися и большими по значению, крановые воздействия часто приводят к раннему износу и повреждению конструкций каркаса, особенно подкрановых балок. Поэтому при проектировании каркаса здания особое внимание должно быть уделено учету эксплуатационного режима работы мостовых кранов.

На работу строительных конструкций здания влияние оказывает внутрицеховая среда. При проектировании металлических конструкций зданий с агрессивной средой следует применять гладкие, открытые элементы, легкодоступные для очистки и окраски, с соответствующими защитными лакокрасочными покрытиями.