§ 3.7. Ста,іевий каркас одноповерхових будівель

Просторову систему металевих конструкцій, яка створена колонами, підкрановими балками, фермами, прогонами і зв'язками, називають сталевим каркасом. Основою каркаса (рис. 3.12); є поперечні рами, які складаються із ко­лон і кроквяних ферм. Сталевий каркає однопо­верхових виробничих будівель має таку саму конструктивну схему, що й залізобетонний кар­кас. Застосовують сталеві каркаси при будів­ництві підприємств металургії, машинобудуван­ня і в інших цехах з великими прольотами та значними крановими навантаженнями. Най­більш доцільно застосовувати такі каркаси в сейсмічних районах. Виконання несучих і ого- роджувальних елементів виробничих будівель із прогресивних металевих конструкцій та вико­ристання нових ефективних утеплювачів порів­няно з аналогічними традиційними конструкція­ми із залізобетону і звичайних теплоізоляційних матеріалів дозволяє значно зменшити масу бу­дівлі.

Просторова жорсткість металевого каркаса забезпечується підкрановими балками, прого­нами і зв'язками між поперечними рамами. Еле­менти каркасу виготовляють із маловуглецевої, низьколегованої і високоміцної сталі.

Спряження елементів сталевого каркаса ви­конують за допомогою болтів, зварювання і зак­лепок (при значних динамічних навантаженнях).

Каркаси одноповерхових промислових буді­вель з прольотами 16, 24, 30. 36 м і кроком ко­лон 6 і 12 м виконують із типових металевих конструкцій.

§3.8. Ста.Іеві колони

Вертикальні несучі елементи сталевого каркаса називають колонами. Сталева колона складається із таких елементів: ствола, який є основною несучою частиною колони, оголов­ка, що виконує функцію опори для вище роз­ташованих конструкцій і розподіляє наванта­ження по стволу, бази (башмака), за допомогою якої ствол колони надійно приєдну­ється до фундаменту і передає навантаження на фундамент.

За характером передачі навантаження бувають центрально і позацентрово-стнснуті колони. В каркасах промислових будівель най­частіше застосовують позацентрово стиснуті ко­лони, що входять у систему поперечних рам. За місцерозташуванням колони бувають для крайніх і середніх рядів та з різною конструктив­ною системою стержня.

Сталеві колони одноповерхових будівель мо­жуть мати сталий за висотою переріз і змін­ний. У свою чергу, колони зі змінним перерізом можуть мати підкранову частину суцільного й наскрізного перерізу.

Наскрізні колони поділяють на колони з віт- ками, з'єднані зв'язками, й колони роздільні, що складаються з незалежно працюючих надкрано- вої й підкранової віток (рис. 3.13, а-д).

Колони сталого перерізу використовують при застосуванні кранів вантажопідйомністю до 20 т та висоті будівлі до 9,6 м. Якщо колонн в основному працюють на центральний стиск, застосовують колони суцільного перерізу. Для виготовлення суцільних колон застосовують широкополицевий прокатний або зварний дво- тавр (рис. 3.13, е)

Рис. 3.10. Вуз-пи залізобетонного каркаса одноповерхових виробничих будівель: а - спряження колони з фундаментом; б - опертя підкранової балки на колону; в — спряження балок і ферм з колоною; г — опер­тя підкроквяної конструкції на оголовок колонн; д — кріплення підвісних кранів до несучих балок покрит­тя; е — опертя кроквяних і гіідкроквяних балок на оголовок колон; ж - спряження кроквяних і підкроквяних ферм; 1 - фундамент; 2 - колона; 3 - монолітний бетон; 4 - рівчачки; 5 - закладна деталь; 6 - кріпильна планка; 7 - болт; 8 - опорний лист; 9 - підкроквяні балки; 10 - зварювальний шов; 11 - кроквяна балка; 12 - сталева обойма; 13 — несуча балка підвісного крана; 14 — кроквяна ферма

Рис. 3.11. Підвішування кранової рейки до нижнього поясу фер­ми: 1 - несуча балка підвісного крана; 2 - підвісок; 3 - пере-, кидна балка із двох швелерів; 4 - болти; 5 - сталева підвіска на опорі ферми; б — накладка із швелера; 7 — стальна накладка; 8 - зварювальний шов; 9 — ферма

Рис. 3.12. Елементи сталевого каркаса. 1 - колони; 2 - підкранові балки; 3 - вертикальні зв'язки між фермами; 4 — кроквяні ферми; 5 - вертикальні зв'язки (в гребені ферми); 6 — розтяжки (на рівні нижнього пояса ферм); 7 - прогони; 8 - вертикальні хрестові зв'язки (між колонами); 9 - го­ризонтальні хрестові зв'язки (на рівні нижнього пояса ферм.)

т

ҐІ

• СІ:::І ЬтітЯ

ЯО 1500 00: 12'про

ті

І-0.00

а¹

--І

6 б

6

"б Тг

* ** £#0; V ЕтлАмом^м іТГГ« Т^'і

		1			ТУ-V—<п
/		/		X	Л
\		/		х	Л
		Ц—4		Ь уЛІ	-Я-

м 1-І Е-3 Е-ї 1-І

о гл с;і сл

Рис. 3.13. Типи сталевих колон: а-б — сталого перерізу; в-г — змінного перерізу; д — роздільного типу; е — переріз суцільних колон; ж — те ж наскрізних; з — типи решіток (1 — трикутна з розпір­кою; 2 - розкісна; 3 - хрестова; 4 - напіврозкісна

Колони із одного прокатного профілю мають меншу трудомісткість при виготовленні, проте через малу бокову жорсткість їх рідко застосо­вують.

Наскрізні колони компонують із двох віток, переріз яких виконують із прокатних і зварю­вальних двотаврів, прокатних і холодногнугих швелерів (рис. 3.13, ж). Для з'єднання віток зас­тосовують решітки трикутні, розкісні, хрестові й напіврозкісні (рис. 3.13, з). Якщо між вітками великі розміри, застосовують хрестову або на- піврозкісну решітку. Елементи решітки розташо­вують як зовні, так і всередині. Внутрішня решіт­ка зменшує габарити колон, полегшує перевезення їх. проте вимагає великих затрат праці.

Роздільні колони влаштовують у будівлях з важкими мостовими кранами (125 т і більше).

Для збільшення площі спирання колон і з'єднання з фундаментами в нижній частині ко­лон передбачають сталеві бази (башмаки). Бази до фундаментів кріплять анкерними бол­тами, що закладаються у фундамент при їх ви­готовленні. Спирання виконується через шар цементно-піщаного розчину (рис. 2.5, а). Конс­трукція бази залежить від перерізу колони і ха­рактеру навантаження. Бази центрально-стнс- нутих суцільних і наскрізних колон влаштовують із однієї плити (рис.3.14, а) або із плити, посиленої ребрами жорсткості (рис. 3.14, б). Збільшити ширину стержня ко­лони і посилити плиту можна поперечними тра­версами із листів (рис. 3.14, в).

При малих відстанях між вітками в наскріз­них колонах дозволяється застосовувати загаль­ну базу на обидві вітки (рис. 3.14, г). Більшість двовіткових, позацентрово-стиснутнх колон ма­ють роздільні бази, тобто під кожну вітку свою базу такого типу, як і для центрально-стиснутих колон (рис. 3.14, д).

З'єднання стержнів колон, траверс і ребер з опорними плитами виконують зварюванням. У базах передбачають фрезерований торець коло­ни і стругану поверхню опорної плити. Нижній торець сталевої колони розташовують на відміт­ці -0,7 або -1,0 м. Для захисту від корозії нижню опорну частину колони разом з базою покривають шаром бетону. Стіни, як і в залізо­бетонному каркасі, спирають на фундаментні балки, укладені на уступи фундаментів (рис. 3.14, е).