1300

Введение

Одноэтажные каркасные промышленные здания широко применяются для металлургической, машиностроительной отраслей, для предприятий строительной индустрии. Конструктивной и технологической особенностью таких зданий является оборудование их транспортными средствами – мостовыми и подвесными кранами.

Конструкции одноэтажного каркасного здания представлены колоннами (стойками), заделанными в фундаментах, подкрановыми балками (при наличии мостовых кранов) и элементами покрытия.

Покрытие одноэтажного производственного здания может быть балочным из линейных элементов или пространственным в виде оболочек.

Основная конструкция каркаса – поперечная рама; сборные железобетонные рамы собираются из стоек (колонн) и ригелей, в качестве которых используют сплошные элементы – балки покрытия (стропильные балки) или решетчатые элементы – фермы покрытия (стропильные фермы). На ригели покрытия устанавливаются ребристые плиты покрытия размерами в плане, в метрах: 1,5х6; 3х6; 1,5х1,2; 3х12. Высота плит длиной 6 м составляет 300 мм, длиной 12 м – 450 мм.

Плиты покрытия прикрепляются к ригелям не менее чем в трёх точках с помощью сварки закладных деталей, швы тщательно замоноличиваются, при этом покрытие образует жёсткий в своей плоскости диск.

Пространственный каркас здания условно расчленяют на поперечные и продольные рамы, каждая из которых воспринимает горизонтальные и вертикальные нагрузки.

Пространственная жесткость и устойчивость одноэтажного каркасного здания достигаются защемлением колонн в фундаментах в сочетании с диском покрытия из сборных железобетонных ребристых плит, а также продольными элементами жесткости: вертикальными связями и распорками (подкрановыми балками).

В поперечном направлении пространственная жёсткость здания обеспечивается поперечными рамами, в продольном – продольными рамами, образованными теми же колоннами, жёстким диском покрытия, подкрановыми балками и вертикальными

6

связями. Продольная рама воспринимает нагрузки от продольного торможения крана и ветра, действующего в торец здания; поперечная рама воспринимает нагрузки от массы покрытия, снега, ветра, кранов и стен.

Колонны и ригели соединяются между собой при помощи закладных деталей, анкерных болтов и небольшого количества сварных швов; такие соединения податливы и условно рассматриваются как шарнирные.

В данной работе рассматриваются элементы однопролетной поперечной рамы каркаса с мостовыми кранами:

−колонны сплошного прямоугольного сечения;

−двускатные стропильные балки двутаврового поперечного сечения.

7

1. КОМПОНОВКА ПОПЕРЕЧНИКА

Поперечная рама состоит из колонн, заделанных в фундамент, и стропильной конструкции, свободно опирающейся на колонны.

Конструктивное соединение стропильной балки с колоннами выполняют монтажной сваркой стального опорного листа балки с закладной деталью в торце колонны. Стальной опорный лист толщиной 10… 12 мм перед установкой балки приваривается к закладной детали балки и имеет боковые прорези для пропуска при монтаже анкерных болтов колонны. Анкерные болты совмещены с торцовой закладной деталью колонны и размещаются в 150 мм (внутрь пролёта) от продольной разбивочной оси поперечной рамы. Болты необходимы для начальной фиксации и выверки балки при монтаже.

При компоновке поперечника формируется диск покрытия из ребристых плит определённой ширины, определяются геометрические параметры колонн и разрабатывается конструктив стенового ограждения.

1.1. Определение размеров колонны

Сетка колонн одноэтажных каркасных зданий с применением ригелей в виде стропильных балок может быть 6х12, 6х15, 6х18 или 12х12, 12х15, 12х18. Если при шаге колонн используются стеновые панели длиной 6 м, то по наружным осям кроме основных колонн устанавливают промежуточные (фахверковые) колонны.

Колонна входит в состав поперечной рамы одноярусного железобетонного каркаса, защемлена в фундаменте, монтажно связана со стропильной конструкцией. На неё передаётся вертикальное давление от покрытия, стен, мостового крана. Пространственная жёсткость каркаса в поперечном направлении обеспечивается защемлением колонны в фундаменте; в продольном

– установкой металлических вертикальных связей совместно с диском покрытия. Таким образом, на колонну действуют кроме вертикальных нагрузок ещё и горизонтальные от ветра и тормозных сил от крана.

Надкрановая часть колонны формируется в зависимости от высоты подкрановой балки и высоты мостового крана.

8

Расстояние от продольной разбивочной оси ряда до оси подкрановой балки при мостовых кранах грузоподъёмностью до 50 т принято 750 мм. Оно складывается из величины бокового свеса крана (В1, рис. 2), требуемого зазора между краном и колонной и высоты сечения надкрановой части колонны при нулевой привязке или оставшейся высоты сечения надкрановой части колонны при привязке «250».

1.2.2. Размеры сечений

Колонны каркасного здания могут быть сплошными прямоугольного сечения с разной высотой в надкрановой и подкрановой частях. Колонны с постоянным по высоте сечением применяются при подвесном крановом оборудовании.

Размеры сечения колонны в надкрановой части назначают с учётом опирания ригелей непосредственно на торец колонны без устройства специальных консолей. Высоту сечения для крайних колонн принимают 380, 400 или 600 мм. Ширина сечения по всей высоте колонны одинакова 400… 600 мм. Высота сечения подкрановой части регламентируется гибкостью сжатоизогнутого стержня, принято считать жёсткость колонн достаточной, если высота сечения составляет примерно 1/10… 1/14 высоты подкрановой части. Рекомендуется:

bk = 400 мм – при шаге колонн 6 м; bk = 600 мм – при шаге колонн 12 м;

hв= 400 мм – при «0» привязке и кранах G ≤ 20 тс; hв= 380 мм – при «0» привязке и кранах G= 30 тс; hв= 600 мм – при привязке «250».

При этом боковой зазор между краном и колонной:

("привязка" 750) hв B1 70мм.

Высота сечения подкрановой части колонны: hн 1 Hн, с

15

округлением в меньшую сторону с модулем 50 мм.

12

1.3. Конструирование стен

Применение изделий из сборного железобетона, предназначенных для сборки одноэтажных одно- и многопролётных промышленных зданий, основывается на единой модульной системе. Модульная система, в свою очередь, на планировочном модуле 0,5 м и высотном – 0,6 м. Все элементы ограждения зданий

– стеновые и оконные панели, ворота, плиты покрытий и перекрытий и т.д. – кратны по основным номинальным размерам этим модулям.

Стеновое ограждение (рис. 4) имеет ленточное надкрановое и подкрановое остекление. Стеновые панели по положению в стене подразделяются на рядовые, перемычечные, усиленные для восприятия ветровой нагрузки от оконных заполнений, и парапетные с дополнительными закладными элементами для крепления к покрытию. Конструктивная схема стены навесная, для которой характерны ленточные проёмы остекления. В навесных стенах панели, расположенные над оконными проёмами и внизу ярусов на глухих участках, опираются на стальные консоли, приваренные к колоннам. Высота первого яруса – в диапазоне 12… 24 м, последующих – 4,8… 6 м. Нижняя панель первого яруса опирается на фундаментные балки.

Номинальная высота рядовых, перемычечных и оконных панелей 0,9; 1,2 и 1,8 м; парапетные панели выполняются высотой только 0,9 и 1,2 м.

Раскладку панелей по высоте следует производить таким образом, чтобы один из горизонтальных швов располагался на 0,6 м ниже верха колонны. Этот шов разделяет панели, крепящиеся к колоннам и к конструкциям покрытия.

Для размещения полки уголка, образующего стальную консоль, в навесных стенах между колонной и панелями сохраняется зазор 30 мм. Все промежуточные панели ярусов связаны с колоннами или с конструкциями покрытий креплениями, допускающими небольшие перемещения стены относительно каркаса (гибкие связи). Связи выполняются из стержней класса А – I и воспринимают усилия, возникающие от действия на стены ветровой нагрузки (отсос).

14