Вопрос 8. Выбор конструктивных схем многоэтажных промышленных зданий.

Конструктивные системы промышленных зданий выполняют по различным конструктивным схемам. В каркасных зданиях применяют три конструктивные схемы: с поперечными и продольными ригелями и безригельную безбалочную).

Выбор той или иной схемы производят в соответствии с конкретными нагрузками и воздействиями на здания, а также в соответствии с функциональными, экономическими и архитектурно-художественными требованиями.

Так, схема с поперечными ригелями является наиболее приемлемой для большинства одно- и многоэтажных промышленных зданий.

При такой схеме система стоек и ригелей образует поперечные рамы, которые, в свою очередь, вместе с другими элементами (фундаментные, подкрановые, обвязочные балки, подстропильные конструкции, литы покрытия и др.) и специальными связями позволяют получить пространственный жесткий каркас необходимого объема.

Кроме того, шаг поперечных рам может быть использован как средство архитектурной композиции.

Конструктивная схема с продольными ригелями из сборных элементов в меньшей степени обеспечивает жесткость здания.

В основном для промышленных зданий применяют каркасную схему, в которых прочность, жесткость и устойчивость обеспечивается пространственными рамными каркасами как с поперечным или продольным расположением ригелей, так и безригельными.

Выбор конструктивной схемы осуществляют с учетом конкретных нагрузок и воздействий на здание, а также в соответствии с функциональными, экономическими и эстетическими требованиями. Конструктивное решение здания определяется на начальном этапе проектирования и сводится к выбору конструктивной и строительной систем и конструктивной схемы.

В каркасной системе прочность, жесткость и устойчивость здания обеспечивают пространственные рамные каркасы. Строительную систему здания определяет материал конструкций и способ его возведения.

Наиболее предпочтительной является каркасная система с поперечным расположением ригелей, при которой в поперечном направлении образуются рамы, которые совместно со связями обеспечивают пространственную жесткость и устойчивость здания и позволяют, изменяя шаг колонн, обеспечивать гибкость планировочного решения внутреннего пространства здания. Каркасные системы – основной тип промышленных зданий, так как в них действуют большие сосредоточенные нагрузки, удары, сотрясения от технологического оборудования и кранов. Другие виды конструктивных систем (бескаркасная, с неполным каркасом, ствольная, оболочковая) применяют реже.

В бескаркасных зданиях размещают небольшие цеха с пролетами шириной до 12 м, высотой до 6 м и кранами грузоподъемностью до 50 кН. В местах опирания стропильных конструкций стены с внутренних сторон усиливают пилястрами. Многоэтажные промышленные здания по бескаркасной системе строят очень редко.

 

Рисунок 2.2 –Основные типы многоэтажных промышленных зданий:

а-в –схемы поперечных разрезов; г – общий вид здания

Рис. Стальной каркас

9. Конструктивные решения тормозных ферм в каркасах одноэтажных промзданий.

Одноэтажные промышленные здания сооружают в основном каркасного типа. Каркас состоит из железобетонных колонн, фундаментов под ними, несущих элементов покрытия и системы связей (между колоннами и элементами покрытий). Кроме того, в состав каркаса входят фундаментные, обвязочные и подкрановые балки.

Типовые сборные железобетонные колонны для зданий без мостовых кранов изображены на рис. 2, а, для зданий с мостовыми кранами на рис. 2, б, д, причем эти колонны в зависимости от высоты здания, величины пролета и грузоподъемности крана могут быть одно- или двухветвенными.

Рис. 2. Типы сборных железобетонных колонн одноэтажных промышленных зданий: а — для бескрановых пролетов крайняя и средняя; б — для крановых пролетов одноветвевые крайняя и средняя; в — для крановых пролетов двухветвевые ступенчатые крайняя и средняя; г — для крановых пролетов двухветвевая ступенчато-консольная под мостовые краны грузоподъемностью до 200 Г; 0 — расположение в колонне закладных деталей и рисок; 1 — стальной лист с анкерами для крепления несущих конструкций покрытия; 2 — стальной лист с анкерами для крепления подкрановых балок; 3 — стальной лист для крепления подкрановых балок поверху; 4 — детали из полосовой стали в колоннах наружных рядов для крепления элементов стен; 5 — газовая труба я 40 мм для подъема колонны; 6 — риска оси крана; 7 — риска разбивочной оси; s — проход по подкрановым путям; 9 — ограждение прохода; 10 — настил по тормозной ферме

Подкрановые балки

В промышленных зданиях применяют железобетонные или металлические подкрановые балки.

Стальные подкрановые балки могут выполняться сплошными или решетчатыми (рис.20).

Балки сплошного сечения устанавливают при шаге колонн 6 м и небольшой грузоподъемности кранов. Их изготовляют из прокатного двутавра с усилением верхнего пояса стальным листом или уголками (рис.20, а). Чаше применяют балки сплошного двутаврового сечения, сваренные из трех листов (рис. 20, б).

Для воспринятия горизонтальных усилий, возникающих при торможении кранов, предусматривают тормозные фермы или балки.

Решетчатые подкрановые балки в виде шпренгельных систем более экономичны по сравнению с сплошными, так как стали требуется на 20% меньше. Их можно станавливать в зданиях с шагом колонн более 6 м под краны среднего и легкого режимов работы (рис. 20, г).

Элементы сечения подкрановых балок соединяют сваркой. В зданиях, оборудованных мостовыми кранами большой грузоподъемности, подкрановые балки допускается выполнять клепаными (рис.20, в). При таком варианте их пояса изготовляют из низколегированной и высокопрочной стали. В последнем случае для стенок применяют углеродистую сталь.

 

 

Рис.20. Основные типы стальных подкрановых балок

а-в) сплошного сечения; г) сквозного сечения; д) ерепление балок к железобетонной колонне; е) то же, к стальной колонне; ж) крепление рельса к балке крюками; з) то же, стальными прижимными лапками; 1- тормозная балка; 2- крепежная планка; 3- упорный уголок; 4- стальная фасонка; 5- подставка; 6- цементно-песчаный раствор; 7- тормозная балка; 8- опорное ребро; 9- рельс; 10- крюк; 11- стальная лапка