2. Колонны.

Колонны промзданий различаются по видам конструктивных форм и типам сечений, но в меньшей степени, в сравнении с фермами.

Виды колонн показаны на рис.10. Первый, рис. 10а, представляет колонну постоянного сечения. Для опирания подкрановых балок предусматривается консоль. Сечение такой колонны развивать в плоскости рамы экономически невыгодно, поэтому она применяется при ограниченных высотах рамы и грузоподъемности кранов до 30 тс (Q30 тс).

Колонны рис. 10б, 10в имеют переменное сечение – одноступенчатое, наиболее распространенное, и многоступенчатое, используемое достаточно редко при достаточно высоких рамах и наличии двух и более уровней размещения кранов (корпуса ТЭЦ, ГРЭС и т.п.).

На рис. 10г показана колонна раздельного вида (говорят – раздельная колонна) с очевидно выраженными двумя ветвями постоянного сечения. Наружные ветви, шатровые, вместе с ригелем образует раму, воспринимающую главным образом атмосферные нагрузки и относительно небольшие горизонтальные воздействия от торможения крановых тележек. Внутренние ветви, подкрановые, связанны с шатровыми лишь легкими горизонтальными креплениям, не препятствующими их обжатию (укорочению) вертикальными крановыми нагрузками. Фундаменты ветвей могут быть как объединенными, так и разъединенными. Из этой характеристики видно, что данный вид колонн наиболее целесообразен к применению при больших грузоподъемностях кранов (к сведению – встречаются с Q1500-2000 тс). Весьма удобны они и при реконструкции как вариант усиления, особенно при замене меньших кранов на большие, естественно, с большими же габаритами.

На практике могут встречаться и иные виды колонн.

Типы сечений колонн отличаются еще меньшим разнообразием – сплошные или сквозные. В колоннах постоянного сечения, надкрановых (над ступенькой) частях ступенчатых и в обеих ветвях раздельных колонн обычно используется сплошные сечения рис. 11а, реже – по рис. 11б; в подкрановых (под ступенькой) частях ступенчатых колонн также обычно используется либо сплошное сечение по рис. 11в, либо сквозное – по рис. 12а, ветви которого (шатровая и подкрановая) объединяются треугольной раскосной решеткой. Шатровые ветви могут быть и составными: по рис. 12а – чаще, по рис 12г – реже, и прокатными по рис. 12б – с ограниченностью присущей швеллерам, и гнутыми – по рис. 12в. В колоннах средних рядов сечения обычно симметричны.

Сплошные сечения достаточно металлоемки, поэтому их выгодно применять при ограниченной ширине колонны – до 1м; при большей ширине предпочтение следует отдавать сквозным сечениям.

Контрольные вопросы.

1. Виды колонн, их характеристика.

2. Типы сечений колонн, рекомендация по их использованию.

2. Поперечные рамы

Поперечные рамы, объединяющие ригели и колонны, являются несущей основой каркаса промышленного здания. Поэтому именно к ним относятся общие положения, изложенные в разделе 1 и рекомендуемые для более подробного ознакомления по (2). Избегая повторения и ориентируясь на выполнение курсового проекта здесь рассмотрим лишь особенности компоновки поперечной рамы на примере одного пролетного здания.

Исходными данными для компоновки рамы являются:

L – пролет здания, расстояние между буквенными рядами колонн4

ГПР – отметка головки подкранового рельса;

Q – наибольшая грузоподъемность крана;

силовые и геометрические характеристики мостовых кранов, принимаемые по соответствующим техническим паспортам (табариткам). Дополнительно учитываются частные рекомендации, позволяющие унифицировать компоновку – в данном случае увязать геометрические размеры используемых в покрытии и становом ограждении ж/бетонных изделий, оконных переплетов и т.п. Например, примем условие, что высота надкрановой части колонны должна быть кратной - 0,2 м, а подкрановой -1 м.

На рис. 13 показана компоновочная схема однопролетной рамы с бесфонарным покрытием (предполагается использование зенитных фонарей; с видами и характеристиками металлических фонарей можно ознакомится, например, по (2), а с их деталировкой – по (3)). Суть собственно компоновки заключается в уточнении конкретных значений всех размеров на схеме рамы рис. 13а по справочным данным типовым рекомендациям, аналогам и т.п., а именно:

h₃=200…300 мм – зазор между краном и ригелем назначается проектировщиком (может быть и больше, особенно в районах с большой снеговой нагрузкой) не менее 1/400 пролета, т.е. предельно допустимого прогиба ригеля;

h – высота крана (крановый мост + грузовая тележка) принимается по габаритке в зависимости от пролета и грузоподъемности;

h_р – высота кранового рельса принимается по справочным данным в зависимости от типа рельса и грузоподъемности крана;

h_бВ_к/8 (В_к=6,12 м – шаг рам, он же пролет подкрановой балки) – высота подкрановой балки назначается проектировщиком или принимается по аналогам или типовым проектам. Высота надкрановой части колонны – h₂ (h_в) определяется суммой:

h₂=h₃+h+h_p+h_б

За счет некоторого варьирования h₃ и h_б (при нетиповом размере) ее следует сделать кратной 0,2 м. высота подкрановой части – h₁ (h_н) определится алгебраической суммой

h₁=ГПР+Ф-h_р-h_б,

где Ф - нормированная (положительная) отметка заложения базы колонны (или обреза фундамента). Обычно Ф=0,5…1,0 м и варьируя ее следует сделать h₁ кратной 1м. на этом вертикальная компоновка рамы заканчивается, а h₀ и схема фермы принимаются дополнительно (см. раздел 2.2).

Горизонтальная компоновка рамы начинается также с надкрановой части:

е – привязка наружной грани колонны к оси равна 250 мм при Q100 тс или 500 мм при Q100 тс;

е - привязка внутренней грани подкрановой части колонны обычно равна ‘‘е’’;

В_в=е+е - ширина надкрановой части колонны;

D – зазор (просвет) между гранью надкрановой части колонны и крановым мостом, D500 при В_в=500 мм – т.е. достаточный для безопасного прохода при обслуживании подкрановых путей, и D75 мм при В_в=1000 мм, когда для безопасного прохода в самой колонне предусматривается проем по рис. 13б;

В – свес кранового моста за ось кранового рельса принимается по габаритке;

=е+D+В – привязка оси рельса к оси кратная 750…1000 мм за счет варьирования зазором D;

В_н=-2 - пролет кранового моста.

При компоновке многопролетных рам рассмотренная процедура сохраняется.

2. Связи.

Связи каркаса промздания проектируются в каждом его температурном блоке самостоятельно, поэтому предварительно рассмотрим порядок членения здания в целом на температурные блоки.