27. Конструкции покрытия промышленных зданий. Покрытия с прогоном. Беспрогонное покрытие.

Покрытие производственного здания состоит из кровельных (ограждающих) конструкций, несущих элементов (прогонов, ферм, фонарей), на которые опирается кровля, и связей по покрытию, обеспечивающих пространственную неизменяемость, жесткость и устойчивость всего покрытия и его отдельных элементов.

В конструкциях покрытия наибольшее распространение получили два конструктивных решения : с применением продольных прогонов и без них. В первом случае по стропильным фермам укладывают с шагом 1,5 или 3м легкие несущие элементы – прогоны, на которые опираются мелкоразмерные кровельные плиты; во втором – непосредственно на фермы кладут крупноразмерные плиты или панели, совмещающие функции прогонов и плит.

Покрытия с прогоном.

Наиболее простыми прогонами являются балки из прокатных швеллеров или двутавров (в том числе и перфорированных) при шаге строительных ферм до 6м. Прогоны устанавливают на верхний пояс фермы в ее узлах.

Кровельные покрытия бывают теплыми (с утеплением) в отапливаемых производственных зданиях и холодными без утеплителя (для неотапливаемых зданий, а также горячих цехов, имеющих избыточные тепловыделения от технологических установок).

Для теплых кровель в качестве несущих элементов, укладываемых по прогонам применяют стальной профилированный настил из оцинкованной листовой стали. Применяются также мелкоразмерные асбоцементные, армоцементные, керамзитобетонные плиты, а также трехслойные панели, состоящие из двух металлических листов, между которыми расположен утеплитель.

Холодные кровли выполняют из волнистых алюминиевых, стальных, или асбоцементных листов.

В горячих цехах целесообразна кровля из плоских стальных листов.

Сплошные прогоны, расположенные на скате кровли, работают на изгиб в двух плоскостях.

Если кровельный настил крепится к прогонам жестко и образует сплошное полотнище, то скатная составляющая будет восприниматься самим полотнищем кровли. В этом случае необходимость в тяжах отпадает, и прогоны можно рассчитывать только на нагрузку q_x

Беспрогонное покрытие.

Для беспрогонного покрытия широкое распространение получили различного вида крупнопанельного типа плиты, унифицирован. ж/б плиты ширин. 1,5 и 3м и длинной 6 и 12м.

Недостатком крупногабаритных ж/б плит является их большой собственный вес.

Другие конструктивн. решения панелей с применением гнутых профилей, профилированного настила, алюминия, легких утеплителей. Металлические панели шириной 1,5 и 3 м и длинной 6 и 12 м. Вес таких панелей в 4-5 раз меньше железобетонных.

Для холодных кровель крупноразмерн. панели прим-ся чаще, поскольку их конструкц. довольно проста.

Панели с использ-м алюминиевых сплавов отличаются малой массой и высокой коррозионной стойкостью. Из-за высокой стоим. алюминия их применение требует ТЭО.

28. Особенности определения внутренних усилий в элементах ферм (жесткое и шарнирное сопряжение ферм с колоннами).

Нагрузка, действующая на ферму, обычно прикладывается к узлам фермы, к которым прикрепляются элементы поперечной конструкции (например, прогоны кровли или подвесного потолка, железобетонные панели и т.д.), передающие нагрузку на ферму. Если нагрузка приложена непосредственно в панели, то в основной расчетной схеме она распределяется м/у ближайшими узлами, но дополнительно учитывается местный изгиб пояса от расположенной на нем нагрузки. Пояс фермы при этом рассматривают как неразрезную балку, опирающуюся на узлы фермы. Значения моментов в поясах приближенно можно определить по формулам: – при сосредоточенной нагрузке , где коэффициент 0,9 учитывает неразрезность пояса; F – значение сосредоточенной нагрузки; В стропильных фермах, входящ. в состав поперечной рамы, возник усил. от распора (продольн. сила в ригеле)H_P. В за-ти от конструктивного решения узла сопряжения фермы и колонны распор восприним. нижним или верхним поясом фермы. В расчете распор рамы считается приложенным к нижнему поясу. При жесктом сопряжении ригеля с колонной в эл-ах фермы возник. усилия от рамных моментов на опорах, опрдел. графич или аналитич. сп-ом, приложив на опорах фермы 2 пары горизонталльных сил. H₁=M₁/h_oп и H₂=M₂/h_oп; Значения опорн. мом-ов M₁ и M₂ из табл. расчетн. усилий колонны для сечен.1-1.

Узлы сопряж. ферм с колонной выполняются на болтах и имеют определенную податливость; в процессе эксплуатации может произойти ослабление соединений и степень защемления фермы на опоре уменьш. Опорные моменты и распор рамы определяют с учетом всех нагрузок ( постоянн.,снегов.,кранов.,ветров.).Поэтому разгруж. влияние опорн. моментов и распора обычно не учитыв.

Расчет фермы следует проводить раздельно для каждой нагрузки с учетом соответсвующ. рамных мом-ов и распора и составл. расчетные комбинации, вызыв. наиб. неблагоприятные усилия.

Результаты статического расчета фермы сводят в таблицу расчетных усилий , усилия в элементах фермы от различных

нагрузок получают умножением усилий от единичных нагрузок на величины этих нагрузок (Fпост, Fсн, М1, М2). Значение опорного момента М1 (Млев) определяется по результатам расчета поперечной рамы каркаса здания из таблицы расчетных усилий при комбинации усилий |M|max ; Nсоотв(для сечения верхней части колонны).Необходимо определить по эпюрам изгибающ. мом-ов поперечной рамы, момент для правой опоры. Если кратковременных нагрузок больше чем одна, то моменты от этих нагрузок умножаются на коэфф. сочетания ψ = 0,9

При шарнирном сопряжении наиболее простым является узел опирания фермы на колонну сверху с использованием дополнительной стойки (надколонника). Опорную стойку в зависимости от величины действующих на нее усилий можно запроектировать из прокатного или сварного двутавра или из обрезка трубы. В типовых конструкциях нижние пояса ферм соединяют с опорной двутавровой стойкой болтами нормальной точности. Верхние пояса стропильных ферм прикрепляют к фасонке надколонника болтами нормальной точности. Подвижность этого крепления обеспечивается овальны- ми отверстиями в фасонках опорной стойки. Опорное давление фермы F_R передается с опорного фланца фермы через строганые или фрезерованные поверхности на опорную плиту колонны. Опорный фланец для четкости опирания должен выступать на 10…20 мм ниже фасонки опорного узла. Площадь торца фланца определяют из условия смятия: А тр ≥ 1,2F_R/ Rр

где Rр – расчетное сопротивление стали смятию торцевой поверхности.

При жестком сопряжении стропильная ферма примыкает к колонне сбоку и устанавливается на опорный столик, а усилия от опорного момента воспринимаются фланцевым соединением на болтах.

При жестком сопряжении уменьшаются горизонтальные деформации рам от поперечных крановых нагрузок, это особенно существенно при малом количестве пролетов. Но недопустимы неравномерные просадки оснований. Шарнирные сопряжения ригелей с колоннами проще по конструкции, слабо чувствительны к неравномерной осадке опор и могут обеспечивать достаточную жесткость на поперечные нагрузки при большом количестве пролетов (5 и более).