§ 45. Металлический каркас одноэтажных зданий

Применение металлических конструкций в одноэтажных промышленных зданиях допускается: при пролетах 30 м и более, при высоте здания более 14,4 м, при весьма тяжелом режиме работы крана и при двухъярусном расположении кранов, при грузоподъемности кранов 50 т и более, при шаге колонн более 12 м, в зданиях с большими динамическими нагрузками (копровые цехи, взрывоопасные производства), а также в неотапливаемых зданиях с асбестоцементной кровлей.

Металлические конструкции применяют в основном в виде решетчатых схем, где отдельные элементы (стержни) работают на растяжение или сжатие, а конструкция в целом работает на изгиб (фермы, колонны). Материалом служит прокатная сталь различных марок и иногда алюминий.

Жесткость металлического каркаса обеспечивается рамами в поперечном направлении и вертикальными связями жесткости между колоннами в продольном направлении, т. е. так же, как и в железобетонном каркасе. Но металлические фермы достаточно гибки в поперечном направлении, и поэтому в покрытии устраивают еще дополнительные связи жесткости. На архитектурных чертежах показывают только вертикальные связи между колоннами, так как их расположение влияет на технологическую планировку.

Металлические колонныобычно делают решетчатыми (рис. 213). Сплошные колонны двутаврового сечения применяют только для бес­крановых пролетов высотой до 8,4 м. Колонны устанавливаются на стальные плиты, укрепленные по уровню на обрезе фундамента, и закрепляют к ним анкерными болтами, заделанными в массив фундамента. Все элементы крепления (база колонны) затем обетонивают.

Рис. 213. Стальные решетчатые колонны:

а - крайняя; б - средняя; в - деталь крепления к фундаменту; 1 - анкерный болт; 2 - выравни­вающий цементный слой; 3 - стальная плита; 4 - колонна

Металлические стропильные фермы разработаны как типовые для пролетов 18, 24, 30 и 36 м (рис. 214). При больших пролетах применяют фермы по индивидуальным проектам. Все стержни ферм выполняют из спаренных уголков. Соединение их в узлах — на сварке с помощью косынок. Когда шаг колонн больше шага стропильных ферм, подстро­пильные фермы делают пролетом 12, 18 и 24 м. Опирание стропильных ферм на колонны и подстропильные фермы может быть шарнирным или жестким (рис. 215).

Рис. 214. Схемы стропильных стальных ферм

Рис. 215. Опирание стропильных ферм на колонны:

а — шарнирное: б — рамное;

1 — стальная колонна; 2 — опорная стойка; 3— нижний пояс фермы

По металлическим фермам укладывают легкие несущие элементы покрытия: профилированный стальной настил (при плоских или малоуклонных кровлях) и волнистые асбестоцементные листы (при неотапливаемых помещениях или в горячих цехах).

Профилированный настил изготовляют различных высот. Высоту профиля выбирают по расчету. Длина листов — 3 м и более. Настил укладывают по прогонам с шагом 3 м и крепят к прогонам самонарезающими болтами. Прогоны устанавливают по узлам ферм. Применение профилированного настила в 3...3.5 раза уменьшает массу покрытия по сравнению с железобетонными плитами, но расход металла возрастает примерно в 2 раза.

Большое распространение получил монтаж металлоконструкций конвейерным способом, при котором на проектную отметку поднимают объемные блоки из двух ферм с настилом покрытия и кровлей и со всеми инженерными коммуникациями, запроектированными в межферменном пространстве.

Иногда здания выполняют в смешанном каркасе (например, металлические фермы по железобетонным колоннам при пролетах 30 м и высотой до 14,4 м или сборные железобетонные плиты покрытия по металлическим фермам).