Министерство образования Российской Федерации

Томский политехнический университет

Б.Ф.Советченко

ПРОЕКТИРОВАНИЕ СТАЛЬНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ

ПРОМЫШЛЕННОГО ЗДАНИЯ

Учебное пособие

Томск 2002

УДК 624.014.25(075.32)

Советченко Б.Ф. Проектирование стального перекрытия промышленного здания: Учебное пособие. - Томск: Изд. ТПУ, 2002 - 52 с.

В учебном пособии рассматриваются вопросы, касающиеся проектирования стальных сварных стропильных ферм, предназначенных для перекрытий промышленных зданий. В пособии рассмотрен пример проектирования сварной фермы и приведены все необходимые для проектирования справочные данные.

Пособие подготовлено на кафедре оборудования и технологии сварочного производства ТПУ и предназначено для курсового проектирования по курсу «Проектирование сварных конструкций» для студентов специальности 120500.

Печатается по постановлению Редакционно-издатель-ского Совета Томского политехнического университета.

Рецензенты:

Иванов Н.В. - Главный сварщик

ОАО «Центрсибнефтепровод»

Куимов В.Ю. - Зам.директора ГАЦ ЗСР НАКС

С301206-2002

Темплан 2002

@ Томский политехнический университет, 2002

Введение

Стальной каркас современного одноэтажного промышленного здания представляет собой пространственную систему, скомпанованную из многих элементов.

Основой каркаса является поперечная рама, состоящая большей частью из ступенчатых колонн и сквозных ригелей.

Ригелем рамы служит стропильная ферма, проектированию которой посвящено настоящее пособие.

В состав каркаса одноэтажного промышленного здания кроме поперечных рам входят: подстропильные и промежуточные строительные фермы, фермы фонаря, прогоны, связи, подкрановые и тормозные балки, элементы стенового каркаса.

Подстропильные фермы применяются в случаях, когда шаг колонн превышает длину плит или щитов покрытия.

В настоящее время проектируют и возводят промышленные здания как с фонарями, так и без них. При наличии фонарей, наибольшее распространение получило их продольное расположение с вертикальным освещением.

Для кровельных ограждений наиболее часто применяют железобетонные плиты, алюминиевые щиты, стальные настилы.

1. Компоновка элементов ферм

Фермы состоят из верхнего и нижнего поясов, соединенных между собой решеткой из раскосов и стоек.

С овокупность стержней фермы, расположенных по ее периметру, называется поясами, а совокупность стержней, расположенных между поясами, - решеткой.

Р

Рис.1

асстояние между узлами решетки фермы называется панелью, расстояние между ее опорами - пролетом.

По компоновке элементов стропильные фермы классифицируются по следующим признакам: по очертанию поясов - фермы с параллельными поясами, трапецеидальные, полигональные и треугольные (рис.1, а-г). По типу решетки - фермы с треугольной решеткой, треугольной со стойками, раскосной, шпренгельной (рис.1, а-г).

2. Определение генеральных размеров

Первая задача, которую приходится решать в проекте - это расстановка колонн в плане здания.

Расстояние между осями колонн соседних рядов в поперечном направлении называется пролетом. Его размер определяет длину фермы.

Величина пролета кратка модулю 6 м, в соответствии с чем рекомендуется применять для промышленных зданий пролеты 18,24,30,36 и 42 м.

Расстояния между колоннами в продольном направлении (шаг колонн) также применяют кратным 6 м. У торцов здания колонны обычно смещаются на 500 мм для удобства оформления углов здания стандартными ограждающими плитами и панелями (рис.2).

В многопролетных зданиях шаг внутренних колонн, исходя из технологических требований, часто принимается увеличенным и кратным шагу наружных колонн.

При больших размерах здания в плане в элементах каркаса могут возникать большие дополнительные н

Рис.2

апряжения от изменения температуры. Поэтому в этих случаях здание разрезают на отдельные отсеки или блоки с поперечными температурными швами. Длина отсека принимается не более 60 м. В месте разрезки здания, там, где устраивается температурный шов, ставят две поперечные рамы, колонны которых смещают с оси на 500 мм в каждую сторону (рис.2).

Генеральными размерами фермы являются ее пролет и высота. Длина панели верхнего пояса в стропильных фермах принимается равной от 1,5 до 3 м в зависимости от конструкции кровли здания.

Оптимальная высота Н в середине пролета определяется условиями минимума веса и требуемой жесткости, а также возможностью рациональной транспортировки.

Для возможности перевозки по железной дороге наибольший габарит конструкции не должен превышать: по вертикали - 3,8 м; по горизонтали - 3,2 м. Длина четырехосной платформы - 13 м. Стремясь вписать габариты стропильных ферм в пределы железнодорожного габарита с тем, чтобы на монтаже производилась бы только укрупнительная сборка ферм из двух половин, высоту фермы в середине пролета назначают не более, чем 3,8 м (между крайними точками конструкции). Принимая уклон верхнего пояса стропильной фермы в пределах 1/12...1/8, получаем высоту на опоре h и тем самым все габаритные размеры фермы.

Фермы треугольного очертания применяются при крутых крышах. Поэтому угол уклона верхнего пояса для них принимается равным 1/8...1/2.

Наивыгоднейший угол наклона раскосов к нижнему поясу составляет: в треугольной решетке 45...50⁰, а в раскосной 35...45⁰.

Принимая во внимание конструкцию кровли и наивыгоднейшие углы наклона раскосов, определяют длину панели фермы по верхнему поясу.