52. Каркасы одноэтажных промышленных зданий. Нагрузки и воздействия.

Каркасы одноэтажных промышленных зданий

Преобладающим видом промышленных зданий являются одноэтажные (примерно 64% всех промышленных зданий). Это объясняется требованиями технологии, возможностью передачи нагрузок от тяжеловесного оборудования непосредственно на грунт, сравнительной простотой и экономичностью их возведения.

Конструктивные схемы одноэтажных промышленных зданий разнообразны (рис. 1): наиболее распространенными являются од- нопролетная и многопролетная рамные схемы каркасов с системой покрытий (плоской и пространственной) в виде куполов и вантовых конструкций. По виду материалов конструкции каркасов бывают железобетонные и стальные. Железобетонные каркасы могут быть монолитными и из типовых сборных железобетонных элементов заводского изготовления.

Каркас одноэтажного здания с покрытием из плоских элементов состоит из поперечных рам, образованных защемленными в фундаментах колоннами, и шарнирно опирающимися на колонны стропильными фермами или балками. В продольном направлении рамы связаны подкрановыми балками, балками-распорками, подстропильными фермами, жестким диском покрытия и- в необходимых случаях — стальными связями. Жесткий диск образуют плиты, приваренные к стропильным фермам или к балкам с последующим замоноличиванием швов. Плоские конструкции перекрывают пролеты до 36 м.

Пролетом называется внутренний объем, ограниченный двумя рядами колонн и торцовыми стенками.

В связи с массовым выпуском унифицированных 6-м стеновых и оконных панелей в крайних рядах колонн чаще принимают 6-м шаг. В целях эффективного и маневренного использования производственных площадей в средних рядах колонн наиболее распространен 12-м шаг.

Пролеты одноэтажных промышленных зданий принимают равными 12, 18, 24, 30 и 36 м для цехов с крановыми нагрузками и от 12 до 48 м и более для бескрановых цехов.

Колонны сборные железобетонные могут быть сплошными прямоугольного сечения и двухветвевыми.

Рис. 1. Схемы покрытий одноэтажных пролетных зданий а — плоская по стропильным и подстропильным фермам; б — по решетчатым прогонам и стропильным фермам; в — пространственная система покрытия с оболочкой двоякой кривизны

Сплошные колонны применяют в бескрановых цехах и при наличии кранов грузоподъемностью до 30 • 104 Н и высоте здания до 10,8 м; сквозные — при кранах грузоподъемностью более 30 • 104 Н и высоте здания свыше 10,8 м.

Двухветвевые колонны имеют в нижней подкрановой части две стойки (ветви), соединенные распорками по высоте через 1,5—3 м, а в верхней надкрановой части — сплошное прямоугольное сечение.

По расположению в здании колонны бывают крайние и средние. К крайним колоннам с наружной стороны примыкают стеновые ограждения. Крайние колонны, в свою очередь, подразделяют на основные, воспринимающие нагрузки от стен, кранов и конструкций покрытия, и фахверковые, служащие только для крепления стен. Стальные фахверковые колонны (рис. 2) устанавливают в торцах здания и между основными колоннами у продольных стен при шаге основных колени 12 м и 6-м стеновых панелях. В ряду выделяют связевые колонны, соединенные стальными вертикальными связями для восприятия горизонтальных сил.

Колонны армируют сварными каркасами и формуют при прямоугольном сечении из бетона марки 200; двухветвевые — из бетона марок 300—400. Во всех колоннах в местах опирания стропильных конструкций и подкрановых балок, в крайних колоннах на уровне швов стеновых панелей, в связевых колоннах в местах примыкания продольных связей имеются закладные элементы, заанкеренные в бетон или приваренные для фиксации положения к рабочей арматуре. Закладные стальные трубки диаметром 50—70 мм образуют отверстия, используемые для строповки при распалубке и монтаже. Закладные элементы в местах опирания подкрановых балок и стропильных конструкций представляют собой стальной лист с пропущенными сквозь него анкерными болтами.

Для соединения с фундаментом колонну заводят в стакан на глубину до 0,85 м при прямоугольном сечении и до 1,20 м при двухветвевом изамоноличивают бетоном марки, равной марке бетона в колонне.

В поперечном направлении устойчивость зданий обеспечивается жесткостью заделанных в фундамент колонн и жестким диском покрытия, в продольном направлении — дополнительно стальными связями, устанавливаемыми по всем рядам между колоннами и опорами стропильных конструкций.

Межколонные стальные связи располагают в среднем шаге тем- ператуного отсека в бескрановых зданиях при высоте помещений до 10,8 м в пределах подземной высоты колонн; в зданиях с опорными кранами — при любой высоте помещений в пределах высоты подкрановой части колонн. По схеме стальные связи подразделяют на крестовые и портальные.

Рис. 2. Стальной торцовый фахверк а — стойки фахверка; б — ригели

Для перемещения мостовых кранов по колоннам монтируют железобетонные или стальные подкрановые балки. Железобетонные подкрановые балки применяют в зданиях с опорными кранами грузоподъемностью до 30 • 104 Н, с шагом основных колонн 6 и 12 м. Балки таврового сечения с предварительным напряжением арматуры формуют из бетона марок 300—500.

Крепят подкрановую балку к консоли колонны анкерными болтами, пропущенными через опорный лист, а к шейке колонны путем приварки вертикального листа к закладным пластинам. На торцовых подкрановых балках устанавливают стальные торцовые упоры.

В качестве несущих конструкций покрытий одноэтажных промышленных зданий применяют: сборные железобетонные плиты типа КЖС размером 1,5 X 12, 3 X 12, 3 X 24 м, которые опираются на продольные обвязочные и подстропильные железобетонные балки; железобетонные стропильные балки (односкатные, двухскатные и с параллельными поясами) для пролетов до 18 м; железобетонные фермы для пролетов до 24 м; железобетонные арки для пролетов более 36 м; стальные фермы для пролетов более 24 м; пространственные конструкции в виде сферических и цилиндрических оболочек из сборных железобетонных плит; монолитные и сборные железобетонные своды-оболочки и купола; пространственные конструкции покрытий типа «Структура» из стальных элементов для перекрытий ячеек 12 X 18, 12 X 24, 18 X 24, 24 X 24 и 30 X 30 м.

Железобетонные балки и фермы. Все конструкции, несущие покрытие, подразделяют на стропильные и подстропильные. Стропильные конструкции перекрывают пролет и подобно стропилам непосредственно поддерживают настил кровли. Подстропильные конструкции перекрывают 12-м и 18-м шаги колонн и образуют промежуточные опоры для стропильных конструкций, расположенных с 6-м шагом.