НАЧАЛО 9-й темы

Тема 9. Каркасы одноэтажных производственных зданий.

Общая характеристика каркасов.

Мк-2-9. Ключевые слова и понятия

9.1. Разбивочныеоси

9.2. Привязка к продольным разбивочным осям.

9.3. Привязка поперечным разбивочным осям

9.4. Деформационные швы

9.5. Компоновка поперечной рамы

9.6. Покрытие производственного здания

9.7. Прогоны

9.8. Связи между колоннами

9.9. Связи по покрытию

2. Содержание темы.

2.1. Структура содержания темы.

2.2. Изложение тематического содержания МК-2-9: Компоновка каркасов.

2.2.1. Размещение колонн в плане.

2.2.2. Компоновка поперечной рамы в бескрановых зданиях и с подвесными кранами.

2.2.3. Компоновка поперечной рамы с мостовыми кранами.

2.2.4. Компоновка конструкций покрытия.

2.2.5. Связи

2.2.1. Размещение колонн в плане.

Основные параметры здания — пролет, высоту, длину назначают в соответствии с эксплуатационными и архитектурными требованиями. В производственных зданиях, кроме того, необходимо учитывать габариты технологического оборудования, расположение и грузоподъемность подъемно-транспортных средств.

Для унификации типоразмеров и типизация строительных конструкций для возможности многократного применения одних и тех же типовых размеров в объектах различного назначения вводится единая модульная система в строительстве (ЕМС), которая представляет совокупность правил координации размеров объемно-планировочных и конструктивных элементов зданий и сооружений на базе модуля 100 мм. Дальнейшее сокращение типоразмеров элементов и конструкций основано на применении укрупненных модулей, например 6 м для пролетов и шагов колонн, 0,6 м — для высот помещении. Требования по унификации изложены в главе СНиП II-А.4-62 «Единая модульная система. Основные положения проектирования», в нормах проектирования отдельных типов зданий и в государственных стандартах, например в ГОСТ 23837-79. «Здания промышленных предприятий одноэтажные. Габаритные схемы».

Сетка колонн

В плане колонны зданий расставляют по модульной сетке разбивочных(координационных)осей (9.1)(см. рис. 9.1, а). Размеры пролетов принимают кратными 6 м (12, 18, 24, 30, 36 м и т.д.). Шаг колонн назначают также кратным 6 м и принимают: для наружных рядов 6 или 12 м, для внутренних рядов, в соответствии с технологическими или эстетическими требованиями, — 6, 12, 18 м и более (см. рис. 9.3, б). Вопрос о назначении шага колонн крайних рядов решают на основе технико-экономического сравнения вариантов. Обычно для зданий больших пролетов (l > 30 м) при значительной высоте здания (H > 14 м) с кранами большой грузоподъемности (Q> 50 т) выгоднее шаг 12 м. Наоборот, для зданий с меньшими параметрами экономичнее оказывается шаг колонн 6 м. Если шаг колонн превышает шаг ферм, то устанавливают подстропильные фермы, на которые опирают фермы покрытия.

9.1. Разбивочные оси Разбивочные оси – это основные оси здания к которым осуществляется привязка колонн и поперечным рам в здании. В плане колонны зданий расставляют по модульной сетке. Размеры пролетов принимают кратными 6 м (12, 18, 24, 30, 36 м и т.д.). Шаг колонн назначают также кратным 6 м и принимают: для наружных рядов 6 или 12 м, для внутренних рядов, в соответствии с технологическими или эстетическими требованиями, — 6, 12, 18 м и более.

Привязка к продольным разбивочным осям (9.2).Привязка колонн крайних рядов к продольным модульным разбивочным осям должна соответствовать указанной на рис. 9.1, а (нулевая привязка) или на рис. 9.1, б (привязка 250 мм, привязка 500 мм), в зависимости от объемно-планировочных параметров и конструктивного решения.

9.2. Привязка к продольным разбивочным осям (блок 4) Привязка к продольным разбивочным осям равна расстоянию от наружной грани колонны до разбивочной оси. Привязка равно 0, если в здании нет мостовых кранов и в зданиях, оборудованных мостовыми кранами грузоподъемностью до 30 т включительно, при шаге колонн 6 м и высоте от пола до низа несущих конструкций покрытия менее 16,2 м. Привязка равна 250 мм в зданиях, оборудованных мостовыми кранами грузоподъемностью до 50 т включительно, при шаге колонн 6 м и высоте от пола до низа несущих конструкций покрытия 16,2 и 18 м, а также при шаге колонн 12 м и высоте от 8,4 до 18 м. Когда требуется увеличить высоту сечения верхней части колонны из условий жесткости или размещения прохода в теле колонны и не удается при этом выполнить привязку 250 мм, можно использовать привязку 500 мм.

Наружные грани колонн крайних рядов и внутренние поверхности стен (с учетом зазора е, необходимого для размещения деталей крепления стен) совмещают с продольными разбивочными осями (рис. 1.9, а), если в здании нет мостовых кранов и в зданиях, оборудованных мостовыми кранами грузоподъемностью до 30 т включительно, при шаге колонн 6 м и высоте от пола до низа несущих конструкций покрытия менее 16,2 м.

Рис. 9.1. Привязка колонн к продольным разбивочным осям

Наружные грани крайних колонн и внутренние поверхности стен (вместе с зазором е) смещают с продольных разбивочных осей на 250 мм (рис. 9.1,б) в зданиях, оборудованных мостовыми кранами грузоподъемностью до 50 т включительно, при шаге колонн 6 м и высоте от пола до низа несущих конструкций покрытия 16,2 и 18 м, а также при шаге колонн 12 м и высоте от 8,4 до 18 м. Когда требуется увеличить высоту сечения верхней части колонны из условий жесткости или размещения прохода в теле колонны и не удается при этом выполнить привязку 250 мм, а также в других обоснованных случаях, можно использовать привязку 500 мм.

Колонны средних рядов (рис. 9.1, в), за исключением колонн, примыкающих к продольному температурному шву, и колонн, установленных в местах перепада высот пролетов одного направления, располагают так, чтобы оси сечений колонн (для ступенчатых колонн их надкрановых частей) совпадали с поперечными и продольными разбивочными осями.

При решении продольных температурных швов между парными колоннами в зданиях с пролетами одной высоты предусматривают две разбивочные оси со вставкой между ними (рис. 9.3, г). Привязку колонн к этим осям осуществляют, как указано выше.

Привязка к поперечным разбивочным осям (9.3).

9.3. Привязка к поперечным разбивочным осям Привязка к поперечным разбивочным осям равна расстоянию от оси колонны до разбивочной оси. Привязка равна 0 для всех колонн, кроме торцевых. Привязка равна 500 мм, т.е. геометрические оси торцовых колонн и колонны в деформационных швах смещают с поперечных разбивочных осей внутрь здания на 500 мм.

Привязку колонн и торцевых стен к поперечным осям следует выполнять по следующим правилам. Геометрические оси сечений колонн, за исключением колонн в торцах здания и примыкающих к температурным швам, совмещают с поперечными разбивочными осями.

Геометрические оси торцовых колонн основного каркаса смещают с поперечных разбивочных осей внутрь здания на 500 мм (рис. 9.2, а), либо на больший размер, кратный 250 мм. Можно использовать «нулевую» привязку (рис. 9.2, б). Внутренние поверхности торцовых стен должны отступать от поперечных разбивочных осей на величину зазора е, необходимого для размещения деталей крепления стен.

Поперечный температурный шов на парных колоннах в зданиях с пролетами одной высоты устраивают, совмещая ось шва с разбивочной осью (рис. 9.2,в). Допускается решение шва, при котором его ось размещается в пределах вставки размером 250 мм между двумя разбивочными осями (рис. 9.2, г). Можно заменить размер привязки 500 мм большим, но кратным 250 мм.

Рис. 9.2. Привязка колонн к поперечным разбивочным осям

Деформационные швы

При больших размерах зданий колебания температуры приводят к значительным температурным деформациям, что может вызвать образование трещин в ограждающих конструкциях и перенапряжение элементов несущих конструкций. Такое же влияние может оказать неравномерная осадка основания из-за неоднородности грунтов на площадке застройки, что особенно проявляется при строительстве на просадочных грунтах, в районах геологических и горных выработок, а также в тех случаях, когда отдельные участки здания имеют резко выраженную разницу в нагрузке на основание.

Для предупреждения дополнительных напряжений и появления трещин в конструкциях предусматривают деформационные швы (9.4), к которым относят температурные и осадочные. Температурные швы разделяют здание на отдельные отсеки (рис. 9.3). При этом конструкции здания разрезают по вертикали от уровня земли, а в плане — вдоль и поперек здания. Фундаменты при этом не разрезают, так как они не подвергаются температурным изменениям. Осадочными швами разделяют здание, включая фундаменты с тем, чтобы обеспечить отсекам здания независимую осадку. Обыкновенно температурные швы стремятся совместить с осадочными. Такие швы носят название температурно-осадочных; они обеспечивают как горизонтальные, так и вертикальные перемещения отдельных отсеков здания.

9.4. Деформационные швы Деформационные швы – это швы, которые компенсируют деформации участков здания. Существуют температурные и осадочные деформационные швы. Температурные швы разделяют здание на отдельные отсеки. При этом конструкции здания разрезают по вертикали от уровня земли, а в плане — вдоль и поперек здания. Фундаменты при этом не разрезают, так как они не подвергаются температурным изменениям. Осадочными швами разделяют здание, включая фундаменты с тем, чтобы обеспечить отсекам здания независимую осадку.

Рис. 9.3. Температурные отсеки и привязка колонн к модульным разбивочным осям

Расстояния между температурными швами можно определить расчетом путем учета температурных деформаций для продольных (поперечных) элементов каркаса и перемещений крайних колонн в температурных отсеках. Такой расчет Вы можете не производить, если размеры температурных отсеков (блоков) не превышают предельных размеров, приведенных в табл. 1.1.

Таблица 9.1. Предельные размеры температурных блоков (м)

Характеристика здания	Стальной каркас		Смешанный каркас (железобетонные колонны)
	длина блока вдоль здания	ширина блока поперек здания	длина блока вдоль здания	ширина блока поперек здания
Отапливаемое	230 (160)	150 (110)	65	65
Неотапливаемое и горячие цехи	200 (140)	120 (90)	45	45

Примечание. Размеры в скобках дан ы для зданий, эксплуатируемых при расчетных зимних температурах наружного воздуха от -40 до65°С