20. Основные элементы каркаса производственного здания и их функции.
Каркасы производственных зданий в большинстве случаев проектируются так, что несущая способность (включая жесткость) поперек здания обеспечивается поперечными рамами, а вдоль — продольными элементами каркаса, кровельными и стеновыми панелями. Поперечные рамы каркаса состоят из колонн (стоек рамы) и ригелей (в виде ферм или сплошностенчатых сечений - балок). Продольные элементы каркаса — это подкрановые конструкции, подстропильные фермы, связи между колоннами и фермами, кровельные прогоны (или ребра стальных кровельных панелей). Кроме перечисленных элементов в составе каркаса обязательно имеются конструкции торцевого фахверка (а иногда и продольного), площадок, лестниц и других элементов здания. Так же в конструкцию входят прогоны по покрытию. В каркасах с разным шагом колон в среднем и крайнем рядах так же используются подстропильные конструкции.
21. Компоновка поперечной рамы производственного здания.
Компоновку поперечной рамы начинают с установления основных габаритных размеров элементов конструкций в плоскости. Размеры по вертикали привязывают к отметке уровня пола, принимая её нулевой. Размеры по горизонтали привязывают к продольным осям здания. Верт-ые габариты здания зависят от технологических условий производства и определяются расстоянием от уровня пола до головки кранового рельса Н1 и расстояния от головки кранового рельса до низа несущих конструкций покрытия Н2. В сумме эти размеры составляют полезную высоту цеха Н0. Размер Н2 диктуется высотой мостового крана. Окончательно размер Н2 принимается обычно кратным 200мм..Размер Н0 принимается кратным 1,2 м. до высоты 10,8м., а при большей высоте- кратным 1,8м. из условия соизмеряемости со стандартными ограждающими конструкциями. В отдельных случаях при соответствующем обосновании размер Н0 принимают кратным 0,6м.. Далее устанавливают размеры верхней части колонны Нв, нижней части Нв и высоту у опоры ригеля Нф. Окончательно уточняют величину Нв после расчёта подкрановой балки. Высота чати колонны в пределах ригеля Нф зависит от принятой конструкции стропильных ферм. При определении горизонтальных размеров учитываются унифицированные привязки колонн к разбивочным осям, требования прочности и жёсткости, предъявляемые к колоннам, эксплуатационные требования. Привязка наружной грани колонны к оси колонны а может быть 0, 250, 500 мм. Нулевую привязку принимают в зданиях без мостовых кранов, а также в невысоких зданиях (при шаге колонн 6м.), оборудованных кранами с грузоподъемностью не более 30т.. Привязку 500мм. Принимают для относительно высоких зданий с кранами 100т. И более, а также если в верхней части колонны устраиваются проёмы для прохода. В остальных случаях а=250мм. Используются колонны постоянного по всей высоте сечения и ступенчатые. Колоны применяются сплошного сечения и сквозные.
22. Разбивка сетки колонн, температурные швы и их назначение. Основные размеры здания в плане измеряются между разбивочными осями, которые образуют геометрическую основу плана здания. Размеры пролётов L, измеряемые между продольными разбивочными осями, должны приниматься кратными 6м. т.е. 12, 18, 24, 30м и т.д. Для небольших зданий и пристроек допускаются пролёты 6 и 9м. При цельнометаллическом каркасе целесообразно, как правило, шаг колон во всех рядах принимать равным 12м., так как увеличение шага с 6 до 12м. отвечает принципу концентрации материала и уменьшает расход металла на нерасчётные элементы конструкции. Шаг колонн 6-12м. Шаг внутренних колонн 12-18м, с наличеем подстропильных конструкций. Температурные швы выполняются для обеспечения беспрепятственных температурных деформаций частей здания. Бывают поперечные и продольные температурные швы. У поперечного температурного шва каждая часть здания должна иметь свои колонны, на расстоянии 500мм. от разбивочной оси. В продольном температурном шве также устанавливают два ряда колонн. Температурные блоки металлического каркаса: 1)для отапливаемых здании:-длина блока вдоль здания 230м.;-поперёк 150м. 2) неотапливаемое з-ие: -вдоль 200м.; -поперёк 120м..
23. Компоновка покрытия: состав покрытия и типы кровельных элементов.
Покрытие про-ного здания состоит из кровельных (ограждающих) конструкций, несущих элементов (прогонов, ферм, фонарей), на которые опирается кровля, и связей по покрытию, обеспечивающих пространственную неизменяемость, жёсткость и устойчивость всего покрытия и его отдельных элементов. Покрытие прои-го здания решается с применением прогонов или без них. В первом случаи между стропильными фермами через 1,5-3м. устанавливают прогоны, на которые укладывают мелко-размерные кровельные плиты, листы, настилы. Во втором случаи непосредственно на стропильные фермы укладывают крупно-размерные плиты или панели шириной 1,5-3м. и длиной 6 или 12м, совмещающие функции несущих и ограждающих конструкций. Кровля по прогонам получается легче вследствие небольшого пролёта ограждающих элементов, но требует большого расхода металла (на прогоны) и более трудоемка в монтаже. Беспрогонная кровля индустриальная и проста в монтаже, обеспечивает меньший расход стали (при применении ж/б плит); основной недостаток её- большая масса. Выбор конструкции кровли производится на основании технико-экономического сравнения возможных вариантов с учётом технологических и экономических факторов- назначение здания, температурно-влажностного режима, стоимость возведения. В зависимости от принятого типа кровли определяется необходимый уклон покрытия для обеспечения водоотвода.
24. Прогонные и без прогонные, решения покрытий зданий.
1)Прогоны устанавливают на верхний пояс стропильных ферм в их узлах. В качестве прогонов применяют прокатные балки, гнутые профили либо легкие сквозные конструкции (при шаге ферм больше 6м.). Кровельные покрытия бывают теплыми в отапливаемых пр-ных зд-ний, а также горячих цехов, имеющих избыточные тепловыделения от технологических агрегатов. Для тёплых кровель в качестве несущих элементов, укладываемых по прогонам, широко используется стальной профилированный настил.Применяют также мелкоразмерные керамзитобетонные, армоцементные и асбестоцементные плиты, трёхслойные панели типа сэндвич, состоящие из двух металлических листов, между которыми расположен утеплитель. Настил крепится к прогонам самонарезающими винтами.2) Беспрогонные покрытия. Широко применяются различного вида крупнопанельные ж/б плиты шириной 3м. и длиной 6 и 12м. Продольные ребра плит опираются непосредственно в узлах верхнего пояса ферм и привариваются минимум по трём углам. Недостаток большая масса. Для снижения нагрузок от покрытия находят применение металличечкие панели шириной 1,5 и 3мю. и длиной 6 и 12м. Утеплённые стальные панели обычно состоят из каркаса, профилированного настила, эффективного утеплителя и гидроизоляционного слоя.
25. Связи по покрытию, схемы и основные функции связей, при монтаже и эксплуатации зданий.
Связи между фермами, создавая общую пространственную жесткость каркаса, обеспечивают: устойчивость сжатых элементов ригеля из плоскости ферм; Перераспределение местных нагрузок (кранрвые); удобство монтажа; Заданную геометрию каркаса; восприятие и передачу на колонны некоторых нагрузок. Система связей покрытия состоит из горизонтальных и вертикальных связей. Горизонтальные связи располагаются в плоскости нижнего, верхнего поясов ферм и верхнего пояса фонаря. Горизонтальные связи состоят из поперечных и продольных. Элементы верхнего пояса стропильных ферм сжаты, поэтому необходимо обеспечить их устойчивость из плоскости ферм. Рёбра кровельных плит и прогоны могут рассматриваться как опоры, препятствующие смещению верхних узлов из плоскости фермы при условии, что они закреплены от продольных перемещений связями. Для закрепления плит и прогонов от продольных смещений устраиваются поперечные связи по верхним поясам ферм, которые целесообразно располагать в торцах цеха с тем, чтобы они обеспечивали пространственную жесткость покрытия. При большей длине здания или температурного блока (более 144м.) устанавливаются дополнительные поперечные связевые фермы. В однопролётных зданиях большой высоты Н>18м., в зданиях с мостовыми кранами гру-ю до 10т., обязательна система связей по нижним поясом ферм. Поперечные связи закрепляют продольные, а в торцах здания они необходимы и для восприятия ветровой нагрузки, направленной на торец здания
.