26. Достоинства и недостатки стальных конструкций

Стальные конструкции обладают сравнительно малой массой, высокой индустриальностью и малой трудоемкостью монтажа. К недостаткам можно отнести их подверженность коррозии и быстрая потеря несущей способности при пожаре.

Условия применения:

– при высоте помещения 18 м и более или при шаге колонн 12 м и более, или если грузоподъемность мостового крана более 75 т;

– в зданиях, возводимых на Крайнем Севере и в трудно доступных местах;

– при расчетной сейсмичности района 89 баллов;

– при больших динамических нагрузках;

– при интенсивном теплоизлучении;

– для несущих кровельных конструкций при пролетах 24 м и более.

27. Конструктивные элементы стального каркаса

Стальные колонны

По конструкции стальные колонны в зависимости от высоты здания и величины крановых нагрузок бывают сплошные (рис.5.1а, б), сквозные (рис.5.1в) или раздельные (рис.5.1г).

Сплошные – это колонны двутаврового сечения без отверстий в теле.

Сквозные – эти колонны представляет собой решетку, которая состоит из отдельных ветвей, соединенных раскосами или планками.

Раздельные колонны состоят из двух ветвей (шатровой и подкрановой), соединенных между собой, но раздельно воспринимающих нагрузку от шатра (покрытия) и крана.

В стальных колоннах различают оголовок, на который опираются вышележащие конструкции; стержень; базу (башмак).

Стержень – это основная часть колонны, передающая нагрузку сверху вниз.

База (башмак) – нижняя часть колонны, передающая нагрузку от стержня на фундамент.

Рис.5.1. Колонны стальные:

а – сплошные постоянного сечения; б – сплошные ступенчатые; в – сквозные; г – раздельные.

Фундаменты и базы стальных колонн

Под стальные колонны устраивают отдельно стоящие ступенчатые железобетонные фундаменты, которые заглубляют в грунт. Отметку верха фундамента в зависимости от типа колонн принимают 0,7 или 1,0 м

Обвязочные балки

Служат для опирания наружных стен в местах перепада высот зданий, а при расположении этих балок над оконными проемами они выполняют роль перемычек. В стальном каркасе устраивают из одного профиля (швеллера или двутавра) или составного сечения. Обвязочные балки применяют тогда, когда стены здания делают из кирпича или мелких блоков.

Подкрановые балки

Стальные подкрановые балки могут быть разрезными (рис. 5.2) и неразрезными (рис. 5.3), сплошными (рис. 5.2, 5.3) и решетчатыми (рис. 5.4).

Рис. 5.2. Разрезная схема сплошных подкрановых балок

Рис. 5.3. Неразрезная схема сплошных подкрановых балок

Рис. 5.4. Разрезная схема решетчатых (сквозных) подкрановых балок

Стропильные балки

В качестве стальных несущих конструкций покрытия применяют прокатные или составные балки, фермы, рамы, арки, пространственные и висячие

системы. Стальные прокатные или составные стропильные балки имеют чаще всего двутавровое сечение. Их применяют при пролетах 6-12 м.

Стропильные фермы

Стропильные стальные фермы (рис.5.5) типизированы для пролетов 18, 24, 30 и 36 м, но применяются и для более крупных пролетов.

Полигональные стропильные фермы (рис.5.5а) устраивают при покрытиях с рулонной кровлей при пролетах до 36 м.

Рис.5.5. Стальные стропильные фермы:

а) - полигональная бесшпренгельная; б) - шпренгельная с параллельными поясами.

Стропильные рамы

Стальные рамы предназначены для устройства несущих конструкций покрытий при больших пролетах. По сравнению с балочными рамные покрытия имеют меньшую массу, большую жесткость в поперечном направлении и меньшую высоту ригеля. Недостатками рамных конструкций являются большая ширина колонн и чувствительность к температурам.

Стропильные арки

Стальные арки применяют при строительстве зданий складов сыпучих материалов с пролетами до 100 м, ангаров. Сечение арок может быть сплошным (например, в виде двутавра) или сквозным

При больших пролетах в промышленных зданиях прибегают к комбинированному решению, применяя в качестве поперечных несущих конструкций – арки, а в качестве продольных конструкций – фермы.