11.2. Балочные конструкции покрытия
Большепролетные балочные покрытия обычно используют при пролетах 50...100 м. Преимущество таких систем - их безраспорность, т.е. возникают только вертикальные реакции.
Основными элементами балочных покрытий являются плоские, спаренные в блоки или трехгранные фермы. Фермы соединяются между собой горизонтальными и вертикальными и прогонами, этим обеспечивается пространственная жесткость покрытия и устойчивость отдельных стержней ферм, как и в покрытиях малых пролетов.
Балочные покрытия применяются в зданиях прямоугольной формы или близкой к ней. Компоновка покрытия больших пролетов выполняется по нормальной или усложненной схеме (рис.11.1.а) при шаге в 12 м. При шаге главных ферм 18, 24 м и более переходят на усложненную схему компоновки (рис. 11.1.б) со вспомогательными фермами. Индустриальными являются покрытия из объемных блоков (рис. 11.1. в, г), при монтаже которых не требуются связи.
При больших пролетах рациональны полигональные, сегментные и параболические фермы (рис.11.1. д, е) с ромбической и крестовой решеткой.
Главный недостаток балочных конструкций - большая строительная высота. Высота ферм с параллельными поясами h =(1/8... 1/16) l,
трапециевидных h =(1/7... 1/11) l, сегментных h =(1/8...1/12) l, где l - пролет фермы. Часто применяется шпренгельная решетка, позволяющая уменьшить длину панелей и повысить устойчивость сжатого пояса в плоскости фермы.
Сечения тяжелых ферм приведены на рис. 11.1 ж. Узлы ферм выполняют с двумя фасонками (рис. 11.1 з), для уменьшения концентрации напряжений в фасонках устраивают выкружки для плавного перехода к стержням. При пролетах более 40 м необходимо обеспечивать беспрепятственный поворот опорных частей неподвижной опоры и горизонтальное перемещение подвижной опоры. В качестве шарнирно-неподвижной опоры пролетах до 40 м применяют тангенциальные плиты, при больших пролетах - балансирные опоры. Подвижная опора выполняется на катках.
Расчет усилий в стержнях тяжелых ферм выполняются также, как и для легких. Плоскостные балочные системы наиболее металлоемки из всех видов большепролетных конструкций (расход до 200 кг/м2). Для сокращения затрат стали и уменьшения строительной высоты применяется предварительное напряжение, а также трехгранные или спаренные в пространственные блоки плоские фермы.
11.3. Рамные конструкции
Рамные конструкции отличаются большой жесткостью и чаще применяются в зданиях промышленного и специального назначения - цехах заводских производств, эллингах, оборудованных подвесными кранами. Большепролетные рамы могут выполняться бесшарнирными со стойками, заделанными в фундаменты (рис. 11.2 а), двухшарнирными с шарнирами в уровне фундаментов (рис. 11.2. б) или в узлах сопряжения ригеля и стоек (рис. 11.2 в) - так называемые гибкие рамы. К разновидностям схем однопролетных рам относятся схемы с жесткой и гибкой стойками (рис.11.2 г), однопролетная рама с консолью (рис. 11.2 д), вспорушенная рама с криволинейным ригелем.
Бесшарнирная схема применяется при пролетах 120...130 м. Такие рамы имеют небольшую высоту и мощные ригели.
Наиболее распространены двухшарнирные рамы пролетом до 120 м с шарнирами в уровне фундаментов.
Рамы с жесткой и гибкой стойками и однопролетные рамы с консолью применяются в ангаростроении. Наличие консольного вылета длиной 40...60 и позволяет устраивать ворота шириной во весь фасад здания.
Схема со вспорушенным ригелем целесообразна для применения в конструкциях рынков и вокзалов (рис. 11.2 ж).
При пролетах рам 100...130 м ригели обычно выполняются сквозными и конструируются по типу тяжелых ферм (см. параграф 11.2). Высота ригелей принимается l/12. .1/20 пролета.
Компоновка рамных покрытий также, как и балочных, может выполняться по нормальной или усложненной схеме (см.рис.11.1 а,б).