1.3 Железобетонные подкрановые балки

Подкрановые балки с уложенными по ним рельсами образуют пути движения мостовых кранов и, прочно соединенные с колоннами, придают каркасу здания дополнительную пространственную жесткость.

Железобетонные подкрановые балки имеют тавровое (при шаге колонн 6 м) и двутавровое (при шаге колонн 12 м) сечения с утолщением стенок на опорах. Развитая в ширину полка балок обеспечивает усиление сжатой зоны, воспринимает поперечные горизонтальные крановые нагрузки и упрощает крепление крановых рельсов. Размеры балок зависят от величины пролета и грузоподъемности крана (рис.12) .

Железобетонные подкрановые балки применяются в зданиях с опорными мостовыми кранами грузоподъемностью до 300 кН, с шагом основных колонн 6 и 12 м. По месту расположения в здании балки делят на торцовые, рядовые и у температурных швов.

Рисунок 11 - Конструкции колонн фахверков

Крепление подкрановых балок к консолям колонн осуществляется на анкерных болтах, пропущенных через опорный лист, приваренный к закладной пластине консоли. Верхний пояс балки крепят к колонне с помощью вертикального листа, приваренного к закладным деталям. Рельсы с подкрановыми балками соединяют стальными лапками, расположенными через 750 мм. Для снижения шума от кранов и уменьшения динамических нагрузок на балки под рельсы укладывают упругие прокладки. Во избежание ударов мостовых кранов о колонны торцового фахверка на концах подкрановых путей устраивают стальные упоры, снабженные амортизаторами – буферами из деревянного бруса (рис. 13).

а) б)

в)

Рисунок 12 - Железобетонные подкрановые балки:

а – Q = 100кН; L ≤ 24м; а = 6м; Н = 8,4м;

б – Q ≤ 300кН; L ≤ 30м; а = 6м; Н = 9.6-18м;

в – Q ≤ 300кН; L ≤ 30м; а = 12м; Н = 9.6-18м;

а) б)

Рисунок 13 - Крепление подкрановых балок к колоннам:

а – рядовая балка; б – торцевая балка

2 Стальной каркас одноэтажных промышленных зданий и его элементы

Стальной каркас применяют для зданий с укрупненной сеткой колонн, с большими высотами, с кранами большой грузоподъемности или тяжелого режима работы.

Основным видом соединения стальных конструкций в каркасе является сварка. Соединения на заклепках применяются в случаях знакопеременных и динамических нагрузок, а также в подкрановых балках зданий с кранами тяжелого режима работы. Болтовые соединения применяются там, где сварка является трудоемким процессом. В соединениях на болтах используют высокопрочные, повышенной и нормальной точности болты.

2.1 Стальные колонны

Стальные колонны одноэтажных зданий имеют постоянное и переменное сечения по высоте. Кроме того, колонны делят на сплошного, сквозного и смешанного типов сечений. В смешанном типе колонн надкрановая часть имеет сплошное сечение (в виде одного профиля), а подкрановая – сквозное (в виде двух профилей, соединенных решеткой).

В зданиях бескрановых и с кранами грузоподъемностью до 200 кН высотой до 8.4 м применяют стальные унифицированные колонны постоянного сечения из сварных двутавров с высотой стенки 400 и 630 мм (рис.14а, б). В бескрановых зданиях высотой Н = 9.6 – 18 м используют колонны двухветвевые (рис.14б).

В зданиях высотой 10.8 – 18.0 м, оборудованных кранами грузоподъемностью до 500 кН используют унифицированные двухветвевые колонны ступенчатого очертания, состоящие из двух частей: подкрановой (решетчатой) и надкрановой (из сварного двутавра) (рис.15).

Для зданий, имеющих высоту более 18 м и оборудованных кранами грузоподъемностью 750 кН и более, стальные колонны проектируют индивидуально.

Двухветвевые колонны по типам сечения ветвей проектируют в трех вариантах:

1. При ширине сечения до 400 мм – наружная и подкрановая ветви из прокатных швеллера и двутавра, соответственно;

2. При ширине сечения 400 – 600 мм – наружная ветвь из гнутого швеллера, подкрановая – из прокатного двутавра;

3. При ширине сечения более 600 мм – наружная ветвь из

гнутого швеллера, подкрановая - из сварного двутавра.

Надкрановая часть колонны проектируется из сварного двутавра с высотой стенки 400 мм в крайних и 710 мм – в средних колоннах.

а) б) в)

а – для бескрановых зданий высотой до 8.4 м;

б - для бескрановых зданий высотой 9.6 -18 м;

в – для зданий с опорными мостовыми кранами грузоподъемностью до 200 кН;

г - средняя колонна постоянного сечения из сварных двутавров для зданий с мостовыми опорными кранами

Рисунок 14 - Стальные колонны постоянного сечения

Для соединения ветвей сквозных колонн применяют решетки различного очертания: треугольные, раскосные, крестовые и полукрестовые. Решетку устраивают двухплоскостной, из прокатных уголков. Для восприятия действующих в горизонтальной плоскости моментов решетка усиливается диафрагмами, расположенными через четыре раскоса по высоте.

а б

Рисунок 15 - Стальные двухветвевые колонны:

а – средняя колонна с проходом вдоль подкранового пути;

б - типы колонн для зданий с мостовыми опорными кранами грузоподъемностью 100 – 500 кН

Решетчатая часть колонны завершается одноплоскостной траверсой, соединяющей ее ветви с надкрановой частью, которая выполняется из сварного двутавра.

Сплошные колонны применяют при центральном сжатии или при малых эксцентриситетах продольной силы. Чаще используют колонны сквозного сечения, требующие меньшего расхода металла, хотя они и более трудоемки в изготовлении.

В зданиях с кранами тяжелого режима работы и при их двухъярусном расположении, а также при пролетах, со стороны которых предусматривают расширение цеха целесообразно применять раздельные колонны, позволяющие усиливать подкрановую ветвь (например, при увеличении грузоподъемности крана), не нарушая конструкции покрытия (рис.16).

Рисунок16 - Раздельные колонны:

а – при расширении здания;

б – при низко расположенных тяжелых кранах