Вопрос 7.4.

Является ли типизация конструкций положительным фактором при проектировании зданий? (блок 3)

ОТВЕТ: ДА ВАШ ответ ПРАВИЛЬНЫЙ. Трудоемкость и стоимость изготовления любой промышленной продукции зависит в основном от однотипности, серийности изделий. Поэтому задача снижения трудоемкости и стоимости изготовления конструкций требует возможно большего сокращения типоразмеров конструкций, т.е. унификации их. Уменьшение числа типоразмеров конструкций ускоряет монтажные работы и снижает их стоимость. Оптимальное решение, учитывающее одновременно стоимость металла, изготовления и монтажа, дает типизация конструкций. ОТВЕТ: НЕТ ВАШ ответ НЕПРАВИЛЬНЫЙ. Унификация объемно-планировочных и конструктивных решений позволяет резко сократить число типоразмеров конструктивных элементов каркасов зданий и открывает возможность разработки типовых конструкций для многократного применения. Типизация конструкций относится как к конструктивным схемам зданий в целом, так и к их отдельным элементам.

2.2.5. Элементы каркаса.

Несущие элементы каркаса показаны на рис. 7.3. Основу рамно-связевого каркаса составляют поперечные рамы, которые размещают вдоль здания друг за другом обычно с одинаковым расстоянием, называемым шагом рам. На ригели рам опирают прогоны, по которым укладывают профилированный настил или другие несущие конструкции кровли. При беспрогонном решении покрытия пролет между рамами перекрывают крупноразмерными панелями, совмещающими в себе несущие и ограждающие функции. Стеновые панели крепят к горизонтальным ригелям (на рисунке не показаны), которые, в свою очередь, прикрепляют к стойкам рам и к стойкам фахверка.

Рис. 7.3. Элементы каркаса одноэтажного однопролетного здания

ЭТО ВАЖНО Порядок передачи нагрузок необходим для понимания взаимосвязи конструктивных элементов каркаса

Поперечные рамы воспринимают и передают на фундаменты все вертикальные нагрузки и горизонтальные нагрузки, действующие в их плоскостях. Вертикальные постоянные нагрузки (от собственного веса гидроизоляционного ковра, утеплителя, профилированного настила, прогонов) и временные нагрузки от веса снегового покрова, отложений производственной пыли передаются на прогоны, а затем трансформируются в сосредоточенные силы Р с передачей их на ригели рам. Горизонтальная ветровая нагрузка с наветренной стороны здания qw передается от стеновых панелей на стойки рам; с подветренной стороны действует аналогичная нагрузка меньшей интенсивности (на рисунке не показана). В производственных зданиях, оборудованных мостовыми кранами, кроме того, в зоне работы крана на поперечные рамы будут передаваться вертикальные нагрузки от веса крана с грузом и горизонтальные инерционные силы, возникающие при разгоне и торможении тележки крана с грузом (силы поперечного торможения).

Ветровая нагрузка на торец здания передается на стойки торцового фахверка. В местах сопряжения этих стоек с ригелем рамы действуют сосредоточенные силы W, численно равные опорным реакциям стоек в верхних узлах. Для восприятия этих сил устраивают ветровую ферму путем объединения ригелей соседних рам с помощью диагональных связей.

Суммарную горизонтальную силу от ветра Fw, собранную с ветровой фермы и численно равную ее опорной реакции, следует передать на фундаменты. Наиболее просто вы можете сделать это с помощью вертикальных связей между колоннами в концевых отсеках, показанных на рисунке пунктирными линиями. Однако эти связи будут сдерживать температурные перемещения и в продольных элементах каркаса появятся дополнительные температурные напряжения. Лучше не используйте такое решение: оно возможно при небольших размерах температурных блоков, при условии что дополнительные напряжения будут учтены расчетом. Для исключения температурных напряжений вертикальные связи между колоннами лучше разместить в середине температурного блока, а силу Fw передать на эти связи с помощью распорки вертикальных связей, устойчивость которой следует проверить расчетом.

В промышленных зданиях, оборудованных мостовыми опорными кранами, силу Fw можно передать на связи между колоннами и далее на фундаменты с помощью подкрановой балки. Для этого следует предусмотреть ветровую вертикальную связь, с помощью которой сила Fw будет передана от ветровой фермы к подкрановой балке. Не забудьте, что в этом случае на вертикальные связи между колоннами кроме ветровой нагрузки будет передаваться также нагрузка от продольного торможения кранов.

Покрытие каркасов устраивают с применением прогонов или без них. В первом случае по стропильным фермам устанавливают прогоны обычно с шагом 1,5 или 3 м, на которые укладывают мелкоразмерные кровельные плиты или сплошной настил. Во втором случае непосредственно на стропильные фермы укладывают крупноразмерные панели шириной 1. .3 м и длиной 6 или 12 м. Возможна укладка непосредственно по фермам 79-миллиметрового профилированного настила при сокращении шага ферм до 4 м или использование более высокого 114-миллиметрового настила при шаге ферм 6 м.

Схема покрытия по прогонам показана на рис. 7.4. Нагрузка q от собственного веса прогонов, ограждающих конструкций и от веса снега воспринимается прогонами и далее передается ими на стропильные фермы в виде сосредоточенных сил Р. При опирании стропильных ферм на колонны (рис. 7.4, а) последние будут загружены силами S от опорных реакций двух стропильных ферм. При наличии подстропильных ферм (рис. 7.4, б) силы N, нагружающие колонны, будут равны сумме опорных реакций стропильной и подстропильных ферм, примыкающих к колонне.

Рис. 7.4. Схема покрытия по прогонам

Основным видом подъемно-транспортного оборудования, обслуживающего технологический процесс, являются мостовые опорные и подвесные краны.

Подкрановые конструкции (7.9)обеспечивают передвижение кранов, воспринимают и передают на каркас здания крановые нагрузки. Кроме того, являясь элементами каркаса, подкрановые конструкции обеспечивают горизонтальную развязку колонн из плоскости рамы, передачу на вертикальные связи между колоннами продольных усилий от торможения кранов, ветровых нагрузок на торцы здания, сейсмических и других воздействий.

7.9. Подкрановые конструкции (блок 4) Подкрановые конструкции – это комплекс несущих конструкций, воспринимающий и передающий на каркас здания нагрузки от мостовых или подвесных кранов. В общем случае подкрановые конструкции состоят из подкрановых балок, тормозных конструкций, проходных площадок с ограждением, горизонтальных и вертикальных ферм, поперечных связей. Вернитесь к тексту.

Подкрановые конструкции под мостовые опорные краны (рис. 7.5) состоят из:

– подкрановых балок или ферм 1, воспринимающих вертикальные нагрузки от кранов;

– тормозных балок (ферм) 2, воспринимающих поперечные горизонтальные воздействия;

– узлов крепления подкрановых конструкций, передающих крановые воздействия на колонны;

– крановых рельсов 3 с элементами их крепления;

– связей 4, обеспечивающих жесткость и неизменяемость подкрановых конструкций и упоров.

Рис. 7.6. Краны и подкрановые конструкции:

а —схема крановых нагрузок; б — состав подкрановых конструкцию!; / — подкрановая балка; 2 — тормозной лист; 3 — крановый рельс; 4 — связи

Фахверк (7.10)устраивается для наружных стен (вдоль здания и торцевых), а также для внутренних стен и перегородок (рис. 7.7).

При самонесущих стенах, а также при панельных стенах с длиной панелей, равной шагу колонн, необходимости в конструкциях фахверка нет.

7.10. Фахверк (блок 4) Фахверк – система конструктивных элементов, служащих для поддержания стенового ограждения и восприятия ветровой нагрузки с последующей передачей на фундаменты и другие конструкции. Фахверк бывает торцевой и боковой (при шагах колонн более 6 м). В состав фахверка входят: стойки, ригели, связевая система. Вернитесь к тексту.

Если длина панелей меньше шага колонн, устанавливаются стойки фахверка и панели опираются на столики колонн и этих стоек (рис. 7.7, а). Сечения стоек фахверка — прокатные обычные и широкополочные, а также сварные двутавры, сплошные составные из швеллеров и сквозные из швеллеров (прокатных или гнутых) (рис. 7.7, д). Стойки опираются на фундамент и с помощью листового шарнира, передающего горизонтальные усилия, но не стесняющего вертикальные перемещения ферм, — на связи по нижним поясам ферм (рис. 7.7, в). Если по высоте есть горизонтальные площадки, то стойки опираются в горизонтальном направлении и на них. При стенах из малоразмерных элементов (волнистые асбестоцементные, стальные, алюминиевые листы) кроме стоек предусматриваются ригели (рис. 7.7, б), к которым и крепятся стеновые листы. Ригели воспринимают вертикальные и горизонтальные нагрузки (от массы стенового ограждения и ветровой нагрузки), поэтому проектируются достаточно жесткими в обеих плоскостях. Сечения их составляются из уголков, листов, швеллеров, гнутых профилей (рис. 7.7, е).

Рис. 7.7. Схемы конструкций фахверка и сечения его элементов:

а — продольный фахверк с крупноразмерными стеновыми панелями; б — то же, с мелкоразмерными панелями; в — торцевой фахверк; г — фахверк внутренних стен; д — сечения фахверковых стоек; е — сечения ригелей фахверка; 1 — колонны; 2 — стойки фахверка; 3 — стеновые панели; 4 — ригели фахверка; 5 — стеновые листы; 6 — листовой шарнир; 7 — связи по нижнему поясу ферм; 8 — горизонтальная распорка связей; 9 — вертикальные связи фахверка; 10— надворотный ригель; 11 — кирпичная стена