2 БІР ҚАБАТ ӨНДІРІС ҒИМАРАТТАРЫНЫҢ МЕТАЛЛ ҚҰРАЛЫМДАРЫ

2.1 Өндіріс ғимараттар қаңқаларының жалпы сипаттамасы

Ғимараттың қоршаушы құралымдар массысының жүтемесін, атмосфера жүтемесін, кранның және әр түрлі технолгиялық жабдықтардың жүтемесін қабылдап іргетасқа жеткізетін көтергіш құралымдлар ғимарат қаңқасын құрайды. Қоршаушы констукциларға төсем, қабырғалық панельдер, терезе жақтаулары және с.с. жатады; қардың, желдің жүктемелері атмосфера жүктемелері болып табылады.

Өнеркәсіп өнімдері өндіріс ғимараттары немесе цехтары деп аталатын арнайы ғимараттарда өндіріледі. Олар көліктік құралдармен – көпірлік немесе аспалы крандармен жабдықталады. Көпірлік крандар ұстындарға тірелген арнайы жолдар үстімен, ал аспалы крандар төбежабын элементтеріне асылған жолдар үстімен жүреді.

Өндіріс ғимараттары бір қабатты және көп қабатты болулары мүмкін. Олардың ішінен бір қабатты өнеркәсіптік ғимараттары кең таралғаны болып табылады. Оларға көпірлік крандармен жабдықталған металлургиялық, машина құрлыстық, жеңіл және басқа өнеркәсіп саласындағы ғимараттар жатады. Мұндағы крандар цехтың барлық алаңы бойынша толығымен қызымен атқара алады. Бұл жағдай әр түрлі өндіріс үрдістерін ұйымдастаруға қолайлылық береді.

Ғимараттың көлеміне, крандардың жүк көтергіштігі мен жұмыс ережесіне, құрылыстың жағдайы мен мезгіліне байланысты ғимарат қаңқасы болаттан немесе темірбетоннан жасалады. Сондай-ақ ғимараттың жабын құралымдары мен кранасты арқалықтары болаттан, ал ұстындары темірбетоннан жасалған, аралас қаңқаларда кең таралып жүр.

Қай нысан болса да жобалау кезінде көтергіш және қоршаушы құралымдардың материалдарын таңдап алу маңызды техникалық-экономикалық мәселе болып табылады. Олар негізінде ТП-101-81 «Негізгі құрылыс материалын үнемді жарату техникалық ережелерінде» анықталған.

Көп жағдайларда өндіріс ғимараттарының көтергіш құралымдарын болаттан жасалған техникалық және экономикалық жақтарынан орынды келеді. Сондықтан заманауи өнеркәсіп құрылысында болат қаңқалары кең таралып жүр.

Қаңқаның негізін көлденең рама құрайды. Ол іргетасқа қысып бекітілген ұстыннан және ұстындарға топсалы немесе қысып бекітілген ригельдерден (итарқалық фермалардан) тұрады. Көлденең бағытта ұстынның кран үсті бөлігінің өстері арасындағы қашықтық ғимараттың аралығы деп аталады. Өндіріс ғимараттары бір немесе көп аралықты болып кездеседі. Ғимарат бойында рамалар арасындағы қашықтық рамалардың адымы деп аталады. Ұзына бойында рамаларға кранасты арқалықтар, жабынның көтергіш элементтері, жарық аэрациялық немесе аэрациялық фонарьлар тіріледі.

Қаңқаның және оның жеке элементтерінің қатаңдылығы мен орнықтылығы байланыс жүйесімен – (ғимарат бүйіріне жел және кранның бойлай тежеу күштер әсерінің бойлық күштеулерін қабылдайтын) ұстындар бойындағы тік байланыстары және (жабын құралымдарының орнықтылығын қамсыздандыратын) ғимарат шатырының горизоталды мен тік байланыстары арқылы қамтамасыз етіледі.

42-сурет. Екі аралықты өндіріс ғимараты болат қаңқасынң

құралымдық сұлбасы

1 - ұстындар; 2 – итарқалық фермалар; 3 – кранасты арқалықтар; 4 – жарықаэрациялық фонарьлар; 5 – ұстын бойындағы байланыстар

Ғимарат қаңқасының элементтеріне қоршаушы құралымдар бекітіледі. Рама ригельдерінің және фонарьдің үстеріне ірі панелді немесе (сырғауыл үстіне) майда өлшемді жабын тақталары төселінеді. Қабырғаларды, терезе жақтауларын, қақпаларды сүйеу үшін қабырға қаңқасының элементтері (фахверктер) орнатылады, олар да рамаларға бекітілуі тиісті.

2.2 Өндіріс ғимараттарының қаңқасына қойылатын негізгі талаптар

Өндіріс ғимараттарын жобалаған кезде эксплуатациялық талаптарын және экономикалық факторларын есепке алу керек.

Эксплуатациялық талаптар

Көпірлі крандардың эксплуатациялық жұмыс ережесін, цех ішіндегі ортаның агрессивтігін және жоғары температуралық әсерлерін есепке алу эксплуатациялық талаптарға жатады.

Ғимарат қаңқасының жұмысына крандардың әсерлелері үлкен ықпалын тигізеді. Кранның әсерлері динамикалық, көп қайтармалы және шамасы үлкен болып келеді. Сондықтан олар қаңқаны, әсіресе кранасты арқалықтарды ерте тозуына және зақымдалуына келтіреді.

Кран жұмысының ережесі, жұмыс қарқындылығына байланысты, 8 топқа (1К….8К) бөлінеді. Олар негізінде келесі еселеуіштер арқылы анықталады:

а) жүк көтергіштігін пайдалану бойынша еселеуіші ,

мұндағы Q_ор – кранмен көтеретін жүгінің орташа салмағы; Q_кр – кранның жүк қөтергіштігі;

б) жылдық пайдалану еселеуіші К_г= жыл ішіндегі жұмыстық күндердің саны / 360;

в) тәулік ішінде пайдалану еселеуіші К_с= тәулік ішінде жұмыс жасау сағатының саны / 24;

г) кран қозғалтқышын қосуының салыстырмалы ұзақтығы ПВ =

=механизмнің цикл аралығында жұмыс жасау сағатын ·100 / циклдің

толық уақыты;

д) сағат ішінде механизмді қосу саны (орташа смена ішінде).

Жұмыс ережесінің тобы 1К крандарының пайдалану еселеуіштерінің шамасы төмен және жүк көтергіштігі шамалы болады. Жұмыс ережесінің тобы жоғарылаған сайын пайдалану еселеуіштері де көбее береді, соңғы 8К тобында барлық еселеуіштердің сандық сипаттамалары бірлікке жақындайды.

Цех ішіндегі орта

Ғимараттың құрылыстық құралымдарының жұмысына цех ішінің ортасы үлкен әсерін тигізеді. Болат құралымдарға цех іші ортасының агрессивтік әсерінің дәрежесі, ортаның агрессивті газбен шоғырлануына және ылғалдылығына баланысты, металдың коррозиялық зақымдалу жылдамдығымен (мм/жыл) анықталады. Агресситвті ортасы бар ғимараттарды жобалаған кезд, тазалауға және бояуға қол жетерліктей, тегіс, ашық элементтерді қолданған жөн.

Кейбір ғимараттарда, әсіресе металлургия өндірісінің ғимараттарында, болат құралымдар жоғары жылулықтардың әсерлеріне ұшырайды. Болат құралымдарды 100-150С-дан жоғары қыздырған кезде олардың лак-бояу жабыны бүлінеді, 200-300С-дан жоғары қыздырғанда элементтері майысып бүрсиеді, 400-500С- дан жоғары қыздырған кезде болаттың беріктік қасиеттері төмендеп кетеді.

Мұндай ғимараттардың металл құралымдарын жобалаған кезде құралымдарды тым қызып кетпуі үшін оларды кірпішпен немесе ыстыққа төзімді бетонмен футеровкалау, ыстыққа берік кірпішпен қаптау немесе басқа арнайы қорғау шараларын қарастыру керек.

-40С-ден - 65С-ге дейінгі төмен температура кезінде пайдаланылатын ғимараттарды жобалаған кезде, болаттың морт қирауын болдырмау үшін, құралымдарды тек серпімді кезеңі бойынша есептеледі, жабыны бойынша қосымша байланыстар қарастырылады, температуралық бөліктердің өлшемдері кішірейтіледі, болаттың сәйкес келетін маркалары таңдалынады.

Жарылыс қауіпі бар өндіріс ғимараттар қаңқасын жобалағанда, жарылыс болған кезде қаңқасын толығымен қиратпай, құралымдардың бөлшектерін «лақтырып тастайтын» мүмкіншілігін қарастыру керек.

Жауаптылығы бойынша өндіріс ғимараттары, _n = 0,95 сенімділік еселеуішісімен, екінші деңгейге жатады. Тек ТЭЦ және АЭС негізгі ғимараттары ғана бірінші деңгейге қарайды, оларда _n 0,95-тен жоғарылау, бірақ 1,2-тен аспайтындай белгіленген.

Экономикалық факторлары Экономикалық факторларына ең алдымен материал құнының, құралымдарды әзірлеуінің, тасымалдауының және жинақтауының шығындары кіреді.

Құрылыс мерзімін қысқартып, өнімдерін ертерек өндіре бастаудан алатын күшті әсері, сонымен қатар имаратты қызмет атқару мерзімі бойынша әдеттегі жағдайын сақтауға жұмсалатын шығындары да есепке алынады. Бұл факторлар өте күрделі, кейде бір-біріне қарама-қарсы келеді (мәселен, металл шығыны мен құралымдарды әзірлеу кезіндегі еңбек сіңірімділігі). Сондықтан ғимараттың құралымдарын жобалаған кезде, барлық жағдайларын қанағаттандыратын, оңтайлы техникалық-экономикалық шешімін табу керек.

2.3 Өндіріс ғимараттарының болат қаңқаларын қолдану саласы

Ғимарат қаңқасы үшін материалды таңдап алу мәселесі (металл, темірбетон немесе аралас), экономикалық факторларын ескере отырып ғимараттың арналуына (пайдалану талаптарына) сүйене шешу керек. Ертеректе болат қаңқаларын қолдану саласы ТП 101-81-де (Негізгі құрылыс материалдарын үнемді жарату бойынша техникалық ережеде) белгілеген болатын.

Пайдалану талаптарына байланысты металды қаңқа әсіресе жұмыс ережесінің тобы 8К краны бар ғимараттар үшін орынды келеді. Себебі үлкен және үздіксіз қайталанатын динамикалық әсерлер жағдайында металл құралымдар ең сенімдісі болып табылады.

Сондай-ақ мәңгі мұздап қатқан немесе шөкпелі топырақтарда ғимараттарды тұрғызған кезде металл қаңқаларын қолданған жөн. Өйткені ғимаратты пайдаланған кезінде іргетастары біркелкі шөкпеуі мүмкін, мұндай жағдайда болат құралымдар басқаларға қарағанда жақсырақ жұмыс жасайды.

Өндіріс ғимараттарын жолы жетуге қиын аймақтарда (тауда, шөл далада) тұрғызғанда және сейсмо қаұіпті аудандағы биік ғимараттар үшін де болат қаңқалар ерекше ұтымды болып саналады. Болат құралымдарын қолдануы ғимараттардың құрлыс мерзімін қысқартуға мүмкіндік береді.

Әдеттегі жағдайларда металл қаңқаларды едәуір биік ғимараттарда (еденнен итарқалық фермалардың астына дейінгі қашықтық 18 метрден кем емес кезінде); ұстындар адмы үлкен (В  12 м); ауыр крандары бар (Q_кр  50 т) ғимараттарда, ал кранның жұмыс ережісінің тобы 8К кезінде – көтергіштік қабілеті қайсы болсада; крандары екі яруста орналасқан жағдайда қолдану керек.

Аралас қаңқаларды аралықтары 30 метрден кем емес және крандарының жүк көтергіштігі 30 тоннаға дейін; аспалы көліктерінің жүк көтергіштігі 5,0 тоннадан кем емес; есептік сейсмикалығы 9 балл және аралығы 24 метрден кем емес кездерде қолданған орынды. Мұндай қаңқалардың итарқалық фермалары мен итарқаасты фермалары болаттан, ал ұстындары темір бетоннан жасалады.

Қалған жағдайларда қаңқасы темір бетоннан болуы мүмкін, бірақ кранасты арқалықтарды (жүк көтергіштігі 32 тоннадан аспайтын жұмыс ережесінің тобы 5К, 6К крандардың астындағы арқалықтардан басқасы) әйтсе-де болаттан жасаған жөн.

Барлық жағдайларда қаңқа құралымының материалын таңдап алудың негізгі белгісі болып, нұсқалық жобалаумен анықталатын, бағалық көрсеткіштері болып табылады.

2.4 Көлемдік-жоспарлық параметрлерін унификациалау

Типтеудің негізгі шарты болып табылатыны модульдік принцип, яғни элементтердің өлшемдестігі, олардың модуль деп аталатын белгілі шамаға еселілігі. Барлық құрылыс құралымдарының көлемдік-жоспарлық және құралымдық шешімдері үшін 10 см-ге тең негізгі модуль «М» белгіленген.

Құралымдарда қолданылатын өлшем түрлерінің санын қысқарту мақсатымен, яғни унификациялау үшін жеке көлемдік - жоспарлық және құралымдық өлшемдері үшін 2М, 3М, 6М,т.б-ға тең іріленген модульдер белгіленген. Мысалы, бір қабатты өндірс ғимараттардың негізгі жоспарлық (аралықтары, ұстындар адымы) өлшемдері үшін іріленген модуль 60М белгіленген.Сондықтан ғимараттардың аралықтары 18 м, 24 м, 30 м, 36 м т.б; сыртқы ұстындар адымы 6 м, 12 м, 18 м, керегі болса одан да көбірек (бірақ 6 м-ге еселі) қабылданады. Ғимараттардың пайдалы биіктігі (таза еден белгісінен жабын құралымының астына дейін) 6М - 6 м-ге еселі етіп қабылданады. Қоршаушы құралымдардың (қабырғалық панельдердің, терезелердің, қақпалар ойығының) биіктік өлшемдері де осы модульге еселі. Фонарьлардың ені іріленген модульге 60М-ға еселі етіп қабылданады - 6 және 12 м.

2.5 Ұстындар торын бөлшектеу

Үстындардың жопарда орналасуы технологиялық жабдықтың габаритімен, оның орналасуымен және жүк ағынының бағытымен сәйкес келуі керек. Ұстындар астындағы іргетастардың өлшемдері жер астындағы ғимараттардың (жұмыстық агрегаттар астындағы іргетастардың, боровтардың, коллекторлардың және т.б) орналасуымен және оның габариттерімен қиыстырылады.Сондай-ақ келешекте технология үрдісінің өзгеруін және соған байланысты агрегаттар габаритінің үлкейуін ескеру керек. Бұл жағдай үстындардың іріленген торын тағайындау жөнді екендігіне келтіреді.

Үстындарды орналастырған кезде цех қаңқасының болғанынша үлкен қатаңдылығын тудыру маңызды технологиялық талап болып табылады. Бұл талап крандарды әдеттегі жағдайда пайдалану және қоршаушы құралымдарды сақтау үшін қажет. Сондықтан жоспарда ұстындарды орналастырған кезде көп аралықты ғимараттардың көтергіш ұстындарын бір көлденең өсте орналастырып, көлденең раманың құрамына кіргізуге тырысу керек.

Жоспарда өнеркәсіп ғимараттарының ұстындары бөлшектеу өстерінің модульді торы бойынша орналастырылуы тиіс. Өнеркәсіп ғимараттарын унификациялау талаптары бойынша аралықтары мен ұстындар адымы 60М-ға, яғни 60 м-ге еселі етіп қабылданады. Бір аралықты ғимараттар ұстындарының адымы, сондай-ақ көп аралықты ғимараттардың шеткі қатарындағы ұстындарының адымы технологиялық жабдықтарының орналасуына қарамай 6 немесе 12 м-ге тең етіп қабылданады. Шеткі ұстындардың адымын (6 немесе 12 м) тағайындау мәселесі нұсқаларын салыстыру арқылы шешіледі.

Ғимараттың бүйір жағында, стандартты қоршаушы тақташалармен немесе панельдермен ғимарат бұрыштарын өңдеуін ыңғайлату үшін, ұстындар әдетте модульді тордан 500 мм-ге жылжытылады (43-сурет).

43-сурет. Бір аралықты ғимараттың ұстындарын орналастыру

Көп аралықты ғимараттарда ішкі ұстындарының адымы, технологиялық талаптарға байланысты, көбінде үлкендеу және сыртқы ұстындар адымына еселі етіп қабылданады.

Жоспарында ғимараттардың өлшемдері үлкен болған кезде, температураның өзгеруінен қаңқаның элементтерінде қосымша үлкен кернеулер пайда болуы мүмкін. Сонықтан қажетті жағдайларда ғимараттар көлденеңдік және бойлық температуралық жіктермен жеке отсектере бөлінеді.

Жобалау нормаларымен температуралық отсектердің шекті өлшемдері белгіленген. Сол өлшемдер кезінде ауа райы температурасының әсерін есепке алмауға болады. Көлденең температуралық жіктерді құрастыру үшін, кең таралған тәсілінде, ғимараттың бөлінетін жеріне, бір-бірімен ешқандай бойлық элементтер арқылы байланыспайтын, екі көлденеңдік рамалар қойылады. Олардың ұстындары өстьің әр-бір жағына, ғимараттың бүйір жағындағы сияқты, 500 мм-ге жылжытылады (44-сурет).

4-кесте

Ғимараттар температуралық блоктарының шекті өлшемдері метрмен

Ғимараттың сипаттамасы	Болат қаңқа
	ғимаратты бойлай блоктың ұзындығы	ғимаратқа қөлденең блоктың ені
Жылытылатын	230 (160)	150 (110)
Жылытылмайтын және ыстық цехтар	200 (140)	120 (90)

Ескертпе. Жақшаның ішіндегі өлшемдер сыртқы ауаның қысқы есептік температурасы - 40С-ден - 65С-ге дейінгі арасында пайдаланатын ғимараттар үшін берілген.

44-сурет. Көп аралықты ғимараттардың ұстындарын орналастыру

Бойлық температуралық жіктер көп аралықты рамаларды екі немесе оданда көбірек өздігіншелерге бөлу арқылы немесе көлденең бағытта ригельдің біреуі немесе екеуі де жылжымалы тіркелетін етіп шешіледі. Шешімнің бірінші түрінде қосымша ұстындар қойылып, негізгі өстен 1000 немесе 1500 мм қашықтықта қосымша бөлшектеу өсі қарастырылады (44-сурет).