4.2 Колонны основного каркаса и фахверка

В современном индустриальном строительстве применяют, в основном, сборные железобетонные каркасы. Колонны, как элементы каркаса, предназначены для опирания на них несущих конструкций покрытия, подкрановых балок и крепления ограждающих конструкций.

В наиболее распространённых пролётных зданиях колонны, жёстко защемлённые в фундаментах, и, чаще всего, шарнирно сопряжённые с ними стропильные конструкции образуют поперечную раму цеха, воспринимающую действующие на здание вертикальные и горизонтальные поперечные нагрузки. Жёсткость здания в продольном направлении обеспечивается подстропильными конструкциями, подкрановыми балками, несущеограждающими конструкциями покрытия, стальными связями и др.

По конструктивному решению колонны разделяют на одноветвевые и двухветвевые, по месту расположения в здании - на крайние, средние и располагаемые у торцевых стен. Поперечное сечение колонн может быть квадратное, кольцевое и прямоугольное.

Конструкция сборных железобетонных колонн зависит от объёмно – планировочного решения промышленного здания и наличия в нём того или иного вида подъёмно – транспортного оборудования. В связи с этим сборные железобетонные колонны подразделяют на две группы. Колонны, относящиеся к первой группе, предназначенные для зданий без мостовых кранов, в бескрановых цехах и в цехах, оснащённых подвесным подъёмно – транспортным оборудованием. Колонны, относящиеся ко второй группе, применяют в цехах, оборудованных мостовыми кранами.

В проекте применены двухветвевые стальные колонны. Колонны состоят из двух частей: надкрановой (верхней) и подкрановой (нижней). Надкрановая часть выполняется из сварных двутавров. Стальные колонны состоят из следующих элементов: ствола или стержня, оголовка, предназначенного для опирания несущих конструкций покрытия, и базы, предназначенной для крепления нижнего конца колонны к фундаменту и передающей нагрузки от стержня на фундамент. Оголовок включает опорную плиту и рёбра жёсткости. Подкрановая часть выполнена двухветвевой с ветвями из широкополочных двутавров. Для опирания подкрановых балок в колоннах предусмотрены консоли из широкополочных двутавров. Ветви колонн соединяют раскосными решётками из уголков. Базы запроектированы раздельными для каждой ветви. Опирание фрезерованного торца ветви осуществляется на заранее установленную и выверенную опорную плиту со строганной верхней поверхностью. Для крепления колонны к фундаменту применяются анкерные болты. Базу после установки в проектное положение необходимо обетонировать. Сопряжение колонны с фундаментом жёсткое.

Применение для промышленных зданий типовых конструкций требует строго определённого их расположения. Это значит, в первую очередь, что все колонны на плане здания должны быть расположены строго определённо по отношению к разбивочным осям.

По отношению к продольным осям колонны средних рядов располагаются симметрично, а колонны крайних рядов могут иметь нулевую привязку или привязку”250”.

Привязка “250”, когда внешняя грань колонны смещается наружу с оси продольного ряда на 250мм, применяется в зависимости от наличия грузоподъёмности кранового оборудования, высоты пролёта, шага колонн и других условий.

По отношению к поперечным разбивочным осям каждая первая и последняя колонны (т.е. торцевые) смещаются во внутрь здания от оси на 500 мм или, редко, на иную привязку, зависящую от типа несущих конструкций покрытия.

Температурные швы устраивают на спаренных колоннах. Ось поперечного температурного шва должна совпадать с поперечной разбивочной осью, а геометрические оси колонн смещают от неё на 500 мм .

Рисунок 6- Колонны основного каркаса и фахверка

Применяемые фахверковые колонны железобе­тонные прямоугольного сечения. В проекте со стальными стропильными конструкциями фахверковые колонны составного сечения: железобетонный ствол до низа стро­пильной конструкции и стальной надколонник на высоту фермы. Крепление осу­ществляется как в уровне верха покрытия, так и в уровне горизонтальных связей по нижним поясам ферм. Сопряжение фахверка с конструкциями покрытия за­проектированы из условий обеспечения возможности независимых перемещений их в вертикальной плоскости.

В производственных зданиях при расстоянии между колоннами основ­ного каркаса, превышающем предель­ную длину стеновых панелей, по линии наружных продольных стен и по линии торцовых стен устанавливают допол­нительный каркас, называемый обыч­но фахверком.

Следует отметить, что торцовые стены одноэтажных зданий не воспри­нимают нагрузок от кранов и несущих конструкций покрытия. Однако они, как правило, имеют большую высоту и протяженность, образуют большие поверхности, которые воспринимают значительную ветровую нагрузку. В связи с этим для обеспечения устой­чивости в торцовые стены всегда вво­дят фахверк.

При панельных сте­нах в торцах здания фахверковые колонны устанавливают через 6 м и опирают на собственные фунда­менты. Элементы фахверка восприни­мают массу стен и действующие на стены ветровые нагрузки и передают их на каркас здания.

Фахверковые колонны жестко заделывают в фундаменты и сверху шарнирно соединяют с элементами покрытия. Шарнирное крепление выполняют так, чтобы оно передавало ветровую нагрузку на каркас здания и исключало возмож­ность передачи вертикальных нагру­зок от покрытия на фахверковые колонны, т. е. крепление осуществляют по типу скользящей опоры, которая воспринимает только горизонтальные ветровые нагрузки.