29. Одноповерхові виробничі будівлі проектуються в тих випадках, коли технологічний процес виробництва неможливо організувати в багатоповерхових будівлях. Одноповерхові будівлі бувають одно- і багатопролітними (з прольотами однакової і різної висоти).

Всі огороджувальні конструкції, які захищають внутрішні приміщення від впливу зовнішнього середовища, шляхи внутрішньоцехового транспорту, різноманітні площадки, балкові клітки, технологічне устаткування прикріплюються до каркасу будівлі.

Каркасом будівлі називають комплекс несучих конструкцій, який сприймає на себе і передає на фундаменти навантаження від ваги огороджувальних конструкцій (покрівлі, стінових панелей, засклення), атмосферні навантаження (сніг, вітер), навантаження від внутрішньоцехового транспорту (опорні та підвісні крани), від технологічного устаткування, від температурних технологічних впливів та інші можливі навантаження.

За видом внутрішньоцехового транспорту виробничі будівлі поділяються на безкранові, з мостовими опорними кранами, з підвісними кранами або конвеєрами.

Несуча здатність і жорсткість каркасів поперек будівлі забезпечується поперечними рамами, а вздовж будівлі – поздовжніми елементами каркасу, покрівельними та стіновими панелями.

Поперечні рами складають основу каркасу. Рами складаються з колон, які як правило жорстко защемлені в фундаменті, і ригелів у вигляді кроквяних ферм (наскрізні ригелі) або балок (суцільностінчаті ригелі). Ригелі з’єднуються з колонами жорстко або шарнірно.

Поздовжні елементи каркасу – це підкранові конструкції (балки або ферми), підкроквяні ферми, в’язі між колонами і фермами та прогони покриття (рис.9.1).

Крім перерахованих елементів в склад каркасу входять конструкції торцевого (а іноді і поздовжнього) фахверку, ліхтарів світлових або аераційних та інших елементів будівлі.

Підкранові конструкції призначені для сприйняття навантажень від мостових кранів і передачі їх на колони (опорні крани) або ферми (підвісні крани).

Підкроквяні ферми використовують в тих випадках, коли крок колон перевищує проліт плит покриття. Плити в цьому випадку опираються на кроквяні ферми, крок яких рівний прольоту самих плит. Кроквяні ферми в проміжку між колонами опираються на підкроквяні ферми.

Система в’язів та елементи огородження забезпечують сумісну роботу окремих рам та їх стійкість.

30. Компонування однопролітних поперечних рам каркасу

Компонування поперечної рами починають з встановлення основних габаритних розмірів елементів конструкцій в площині рами. Вертикальні розміри рами прив’язують до умовної нульової відмітки, за яку приймають рівень чистої підлоги. Горизонтальні розміри прив’язують до поздовжніх осей будівлі. Всі розміри приймають у відповідності з основними положеннями по уніфікації та іншими нормативними документами.

А. Вертикальні розміри.

Вертикальні габарити рами залежать від технологічного процесу виробництва, який буде здійснюватися в даній будівлі, і визначаються відстанню від рівня підлоги до головки кранової рейки Н₁ (рис.9.14).

Рис. 9.14. Компонування поперечної рами

Розмір Н₂ між головкою кранової рейки і низом ферми диктується висотою мостового крана.

Н₂ = Н_к + 100 + f ,

де Н_к – висота крана від головки рейки до верхньої точки візка крана (візок умовно не показаний), наведена в стандартах на крани; 100 мм – зазор між верхньою точкою візка та низом ферми за вимогами техніки безпеки; f = 200…400 мм – розмір, який враховує прогин ригеля та розміщення в’язів.

Остаточне значення Н₂ приймається кратним 300 мм (укрупненому модулю 3М) згідно модульній координації розмірів.

Висота рами від рівня підлоги до низу ферми Н₀ = Н₁ + Н₂ .

Остаточний розмір Н₀ приймається кратним 1,2 м до висоти 10,8 м, а при більшій висоті – кратним 1,8 м з умови співрозмірності зі стандартними огороджувальними конструкціями. Якщо необхідно дещо збільшити висоту рами, то змінюється відмітка головки рейки (тобто збільшується корисна висота рами Н₁), а розмір Н₂ залишається мінімально необхідним. В окремих випадках при відповідному обгрунтуванні розмір Н₀ приймається кратним 0,6 м.

Розмір надкранової (верхньої) частини колони

Н_в = h_б + h_p + H₂ ,

де h_б – висота підкранової балки, яка попередньо приймається , або приймається остаточно після розрахунку підкранової балки; В – крок колон (проліт підкранової балки), В = 6 або 12 м; h_p – висота кранової рейки, яка попередньо приймається h_p = 200 мм або приймається остаточно під час розрахунку підкранової балки.

Практично підкранову балку розраховують до початку компонування рами, оскільки цей розрахунок залежить лише від вантажопідйомності кранів та режиму їх роботи і не залежить від розмірів рами.

Розмір підкранової (нижньої) частини колони

Н_н = Н₀ – Н_в + Н₃ ,

де Н₃ – заглиблення опорної плити бази колони (башмака) нижче нульової відмітки.

Для безкранових будівель Н₃ = 150 мм. В інших випадках Н₃ визначається конструкцією бази колони. База обетоновується. Відмітка верху обетонування повинна бути на 200 мм вище виступаючих деталей бази. Практично можна приймати Н₃ = 1000 мм.

Загальна висота колони рами від низу бази до низу ригеля

Н = Н_в + Н_н .

Висота ферми ригеля на опорі Н_ф приймається залежно від типу контурів поясів. Для трапецеподібних ферм висота на опорі по координаційній осі приймається Н_ф = 2,2 м (по обушкам кутиків), для ферм з паралельними поясами Н_ф = 3,15 м.

Висота ферми в середині прольоту залежить від нахилу і верхнього поясу (рис.9.15):

- для трапецеподібних ферм з рулонною покрівлею;

Рис. 9.15. Розміри ферми

Висота ліхтаря Н_л рівна сумі ширин

Н_л = с₁ + с₂ + с₃ ,

де с₁ – ширина світлового прорізу (для одинарного с₁ = 1750 мм, для подвійного с₁ = 2 ·1250 = 2500 мм);

с₂ – ширина верхнього бортового огородження (с₂ = 200 мм);

с₃ – ширина нижнього бортового огородження (с₃ = 950 мм для покриття зі стального настилу, с₃ = 650 мм – з залізобетонних плит).

Слід пам’ятати, що торці поздовжніх ліхтарів не суміщаються з торцями будівлі, а відстоять від них на один крок колон крайніх рядів.

Б. Горизонтальні розміри.

Прив’язка зовнішньої грані колони до координаційної поздовжньої осі “а” приймається:

а = 0 – для будівель без кранів; для невисоких будівель (Н < 10,8м) при кроці колон В = 6 м і кранах Q < 30 т;

а = 500 мм – для високих будівель при кранах Q  100 т;

а = 250 мм – в інших випадках.

Ширина верхньої частини колони з умови забезпечення поперечної жорсткості рами повинна бути

і приймається остаточно b_в = 500 мм (за прив’язки а = 250 мм); рідше b_в = 750 мм (при а = 500 мм).