4. Выбор схемы связей одноэтажного промышленного здания.

II.4.1. Связи между колоннами

Система связей между колоннами обеспечивает во время эксплуатации и монтажа геометрическую неизменяемость каркаса, его несущую способность и жесткость в продольном направлении, а также устойчивость колонн из плоскости поперечных рам.

Для выполнения этих функций необходим хотя бы один жесткий диск по длине здания и система продольных элементов, прикрепляющих колонны, не входящие в жесткий диск, к последнему.

Рисунок 5. Расположение связей между колоннами.

Вертикальные связи по колоннам воспринимают продольные силы, действующие на каркас здания (ветер, продольные силы торможения крана и другие технологические нагрузки). Подкрановый связевой блок (жесткий диск) по колоннам устраивают в середине здания для того, чтобы температурные деформации были бы симметричными.

II.4.2. Связи по покрытию.

Связи между фермами, обеспечивая общую пространственную жесткость каркаса, обеспечивают устойчивость сжатых элементов ригеля из плоскости ферм, перераспределение местных нагрузок, приложенных к одной из рам на соседние рамы, удобство монтажа, заданную геометрию каркаса, восприятие и передачу на колонны некоторых нагрузок.

II.4.2.1.Связи по верхним поясам ферм.

Рисунок 6. Расположение связей по верхним поясам ферм.

II.4.2.2. Связи по нижним поясам ферм.

Р исунок 7. Расположение связей по нижним поясам ферм.

II.4.2.3. Вертикальные связи между фермами.

Р исунок 8. Расположение вертикальных связей между фермами.

3. Расчет поперечной рамы здания.

1. Расчетная схема рамы.

Расчетная схема однопролетной рамы с жестким защемлением ригеля в ступенчатых колоннах. Оси стоек в расчетной схеме совпадают с центрами тяжести верхнего и нижнего сечений колонны. В ступенчатых колоннах крайних рядов центры тяжести верхней нижней частей расположены не на одной оси, поэтому стойка рамы имеет горизонтальный уступ, равный расстоянию между геометрическими осями колонн. Заделка стоек принимается на уровне базы, ось ригеля совмещается с нижним поясом стропильной фермы.

Рисунок 9. Расчетная схема поперечной рамы однопролетного здания.

• Расстояние между центрами тяжести сечений верхнего и нижнего участков колонны (с несимметричным сечением нижнего участка).

.

• Соотношения моментов инерции элементов рамы.

, тогда

если положить , то , а .

• Сопряжение колонны с ригелем принимаем жестким.

2. Сбор нагрузок на раму.

1. Постоянная нагрузка.

Постоянная нагрузка на поперечную раму складывается из веса конструкций покры­тия (ограждающих кон­струк­ций кровли, несущих элементов кровли и металлических конструкций покрытия) и собственного веса колонн.

Нагрузки от веса конструкций покрытия.

Вид нагрузки	Нормативная нагрузка, кН/м2	Коэффициент надежности по нагрузке	Расчетная нагрузка, кН/м2
Ограждающие элементы кровли
Гравийная защита – 20 мм	0,4	1,3	0,52
Гидроизоляционный ковер из 3 слоев рубероида – 20 мм	0,15	1,3	0,2
Цементно-песчаная стяжка М100 (30 мм)	0,6	1,3	0,78
Плиты теплоизоляционные из минераль­ной ваты на синтетическом связующем,  = 100 кг/м3, толщиной 75 мм	0,075	1,2	0,09
Цементно-песчаная стяжка М100 (20 мм)	0,4	1,3	0,52
Несущие элементы кровли
Каркас стальные панели 3х12 м	0,25	1,05	0,27
Металлические конструкции кровли
Стропильные фермы	0,3	1,05	0,32
Связи покрытия	0,05	1,05	0,05
Итого	qn=2,33		q=2,86

Рисунок 10. Схема устройства кровли из утепленный стальных панелей 3х12 м.

• Расчетная равномерно распределенная линейная нагрузка на ригель рамы.

,

где _n – коэффициент надежности по назначению, равный 0,95 для сооружений II-го класса.

• Опорная реакция ригеля рамы.

.

• Расчетный вес колонны.

По примерному расходу стали примем погонный вес колонн 0,75 кН/м². Тогда

- вес верхней части (20% веса):

.

- вес нижней части (80% веса):

.

Расчетная нагрузка от веса стен - 200 кг/м², переплетов с остеклением – 35 кг/м².

• Расчетный вес верхней части колонны.

.

• Расчетный вес нижней части колонны.

.

Рисунок 11. Нагрузки на поперечную раму от собственного веса конструкций.