Металлические каркасы

Металлические каркасы используют, главным образом, в одноэтажных промышленных зданиях с пролетами 30 м и более, высотой колонн более 18 м, при наличии мостовых кранов грузоподъемностью более 30 т. Металлический каркас целесообразен в зданиях, возводимых в сейсмических и труднодоступных районах, не имеющих предприятий по изготовлению сборных железобетонных конструкций; в тех случаях, когда железобетонный каркас неприменим из-за агрессии внутренней среды; при наличии неунифицированных геометрических параметров здания или больших нагрузок на перекрытия.

Основу металлического каркаса так же, как и железобетонного, составляют поперечные рамы, состоящие из колонн, жестко защемленных в фундаменте, и стропильных ферм, реже балок (рис. 7).

Колонны могут быть постоянного сечения по высоте и ступенчатые двухветвевые. Колонны постоянного сечения выполняют из прокатных сварных двутавров с консолями для опирания подкрановых балок. Их устанавливают в бескрановых зданиях, а также в зданиях высотой до 9,6 м с мостовыми кранами грузоподъемностью до 20 т. Ступенчатые двухветвевые колонны предназначены для зданий высотой до 18 м, с крановым оборудованием до 125т.

Рис. 7. Одноэтажный металлический каркас промышлешюго здания. Элементы: 1-колонны; 2 - стропильная ферма; 3 - подкрановая балка; 4 - вертикальные связевые фермы; 5 - растяжка:уровне нижнего пояса ферм; 6 - вертикальные крестовые связи между колоннами; 7 горизонтальные крестовые связи в уровне нижнего пояса ферм.

Для устройства плоских покрытий используют фермы с параллельными поясами с шагом 6 и 12 м.

Элементы металлических каркасов изготавливают из уголков, тавров, двутавров, труб и швеллеров.

Деревянные каркасы

Эти каркасы применяют в большепролетных общественных зданиях (спортивные залы, выставочные павильоны) и в одноэтажных производственных зданиях промышленных и сельскохозяйственных предприятий: одно- и многопролетных; бескрановых и с подвесными кран-балками грузоподъемностью до 3,0 т; с нормальным температурным режимом, а также с агрессивной средой.

Конструкции каркасов выполняются преимущественно из древесины хвойных пород (сосна, ель). Конструкции могут выполняться целиком из деревянных элементов или в сочетании с металлом; могут быть сплошными (балки, рамы, арки) и сквозными (фермы, а также рамы и арки, образованные из ферм). Конструкции могут выполняться из цельных досок, бревен, брусьев, быть составными из нескольких соединенных между собой досок, бревен, брусьев (если размеры лесоматериала не соответствуют требуемым размерам сечения конструкций), могут быть склеенными из нескольких досок или листов фанеры, с помощью водостойких и биостойких клеев на основе синтетических смол. Составной или клееной может быть вся конструкция целиком (например, балка) или отдельные ее элементы (например, верхний пояс фермы, арки).

Использование клееных конструкций заводского изготовления обладает рядом преимуществ: быстрота монтажа, высокое качество, отсутствие пороков, устойчивость к загниванию и воспламенению (при пропитке), создание необходимой формы и размера, использование малоценного пиломатериала, легкость и прочность.

Клееные конструкции и элементы можно армировать стальными стержнями.

Соединения отдельных элементов в деревянных конструкциях могут осуществляться на врубках, нагелях и на клею.

Из деревянных конструкций в современном строительстве монтируются стоечно-балочные, рамные и арочные каркасы (рис. 8).

Стоечно-балочные каркасы проектируют в основном для производственных зданий. Пролеты перекрывают балками при пролетах о 6 до 18 м или фермами при пролетах от 12 до 30 м.

Рамные каркасы проектируют для общественных и производственных однопролетных зданий с пролетами от 12 до 24 м. несущие рамы могут быть образованы из прямолинейных элементов (ригеля и стойки), могут использоваться и гнутоклееные рамы.

Арочные каркасы проектируют для общественных и производственных однопролетных зданий с пролетами до 60 м и более. Стрелу подъема арки обычно принимают не менее 1/6 пролета (L), а высоту сечения арки (h) – до 1/30 L. Арки выполняют составными из двух полуарок.

Пространственная жесткость покрытия с применением балок или ферм обеспечивается устройством деревянных связей с раскосной решеткой в плоскости верхних поясов ферм или в плоскости скатов крыши.

Рис. 8. Типы деревянных каркасов: а – стоечно-балочный; б – рамный; в – арочный.

Задание на самоподготовку:

Необходимо изучить лекционный материал по теме № 7 с использованием учебной литературы и подготовить следующие вопросы:

Классификация зданий, конструктивные элементы зданий конструктивные системы и схемы зданий, типы каркасов.

План – конспект занятия составил:

________________________________________________ (______________)

« ____ » _____________ 200__ г.

План занятия обсужден на заседании ПМС

протокол № ___ от «___» _____________ 200 __ г.

1Объемно-планировочным решениям здания называется объединение помещений избранных размеров и формы в единую композицию.