4.1 Несущие конструкции покрытия

Рассмотрим покрытия, выполненные из плоскостных конструкций, к ним относятся стропильные и подстропильные балки и фермы.

При одинаковом шаге колонн по крайним и средним рядам цеха, несущие конструкции покрытия состоят только из стропильных элементов.

В случае, когда шаг колонн по крайнему ряду отличается от шага колонн по среднему ряду (например, часто шаг колонн по наружному ряду назначается 6 м, а по среднему - 12 м) несущие конструкции покрытия состоят из стропильных и подстропильных элементов.

Выбор оптимального варианта несущих конструкций покрытия, т.е. с использованием подстропильных конструкций или без них зависит от ряда факторов:

необходимости применения укрупненной сетки колонн по технологическим причинам;

размеров ограждающих конструкций покрытия;

способов передачи нагрузок на элементы каркаса.

4.1.1 Стропильные и подстропильные балки

Стропильные конструкции чаще всего выполняют в виде балок и ферм, реже в виде арок и рам.

Стропильные балки из сборного железобетона применяют при устройстве односкатных, многоскатных и плоских покрытий зданий пролетами от 6 до 24 м (рис. 6.1).

Рис.6.1 Железобетонные балки покрытий:

а - стропильные, пролетом 6 и 9 м, для покрытий с плоской кровлей; б - стропильные, пролетом 12 м, для покрытий с плоской и скатной кровлей; в - стропильные, пролетом 18 и 24 м, для скатных кровель; г - стропильные, решетчатого типа пролетом 12 и 18 м; д - подстропильная балка длиной 12 м для скатной и плоской кровель; е - крепление к колоннам стропильных балок пролетом 6, 9 и 12 м при плоской кровле; ж - то же, при скатной кровле; з - опирание стропильных балок на подстропильную; 1 - колонна; 2 - стропильная балка; 3 - стальная пластина в колонне; 4 - то же, в стропильной балке; 5 - монтажная сварка.

Балки пролетом 6 и 9 м предназначены для покрытий зданий с плоской кровлей, с подвесным подъемно-транспортным оборудованием и без него. Для покрытия зданий пролетом 6 м балки имеют тавровое, а для пролетов 9 м - двутавровое сечение (рис. 6.1, а).

Для покрытий зданий пролетом 12 м со скатной или плоской кровлей применяют балки с параллельными поясами (рис. 6.1, б) они используются при шаге колонн 6 м и допускают устройство фонарей шириной 6 м. опорная часть балок позволяет устанавливать их горизонтально или с уклоном (1:20).

Для устройства покрытий пролетом 18 м наиболее рациональны предварительно напряженные двускатные балки двутаврового сечения и решетчатого типа (рис. 6.1, в, г).

Балки двутаврового сечения можно применять для зданий пролетом 24 м с шагом 6 и 12 м с использованием подвесного транспорта грузоподъемностью до 50 т и устройством фонарей шириной 6 м. по технико-экономическим показателям такие балки являются одними из самых эффективных конструкций.

Решетчатые балки устанавливаются с шагом только 6 м, к ним можно крепить пути подвесного транспорта грузоподъемностью до 5 т.

В балках предусмотрены закладные детали (рис. 6.1, е, ж, поз. 4) для опирания на колонны или стены, а также для крепления плит покрытия, стеновых конструкций, путей подвесного транспорта и фонарей.

В целях унификации конструктивных и объемно-планировочных параметров зданий, балки пролетом 9÷24 м имеют высоту на опорах 900 мм, а балки пролетом 6 м - 600 мм.

Стропильные балки крепят к колоннам монтажной сваркой закладных деталей (рис. 6.1, е, ж). Болтовые соединения с последующей обваркой закладных и накладных деталей приводит к большому расходу стали и значительным трудовым затратам.

При несовпадении в зданиях шага колонн по наружным и средним рядам применяются подстропильные балки (рис. 6.1, д).

Высота колонн или стен, на которые опираются подстропильные балки на 600 мм короче высоты цеха, т.к. опорная часть подстропильных балок составляет 600 мм (рис. 6.1, з). Соблюдение данного условия необходимо для сохранения нижних поясов стропильных балок в горизонтальной плоскости. Крепление подстропильных балок к колоннам и стропильных балок к подстропильным производят монтажной сваркой соответствующих закладных и накладных деталей (рис. 6.1, з).