|
1. Понятие о компоновке каркаса. К
началу проектирования каркаса уже известны: размеры здания в плане,
наименьшая отметка головки кранового рельса, грузоподъемность кранов, режим
их работы, число пролетов и их рлчморы, характер покрытии—теплое или
холодное, наличие или отсутствие фонари. Эти данные устанавливают так, чтобы
наилучшим образом обеспечить выполнение технологического процесса,
осуществляемого внутри здания. Если невозможно использовать типовой проект,
оптимальное решение выбирают методом сравнения вариантов (см. гл. 3, § 2, п.
3).
Компоновку каркаса начинают с установления отметок низа
стропильных ферм и верха фундаментов. Низ ферм должен находиться выше
габарита крана. Верх фундамента располагают ниже полг<: при кранах
грузоподъемностью до 20 т — на 0,6 м, при кранах до 50 т — на 0,8—0,9 м, при
мощных кранах — 1 м и более.
Схемы поперечной рамы и связей рекомендуется принимать
так, чтобы можно было использовать большее число типовых элементов.
Генеральные размеры основных конструктивных элементов каркаса назначают на
основании накопленного опыта проектирования (см. [2], с. 296 и [3], с. 359).
2. Легкие металлические конструкции. Отличительные
особенности этих конструкций:
а) они предназначены для зданий с легкими
ограждающими конструкциями; снижение массы кровли и стен достигается широким
использованием синтетических материалов— светопрозрачных обшивок, легких
утеплителей и др.
б) они обычно выполняются из тонкостенных стальных
или алюминиевых профилей: холодногнутых различной формы (см. 4.4), круглых и
прямоугольных труб, прокатных профилей, сваренных с тонкими листами (
11.11,6);
в) в них нередко используются малоприменявшиеся до
сих пор соединения (точечная сварка, склейка, самонарезающие болты и др.). В
результате расход металла снижается на 25—50% по сравнению с расходом в
обычных металлических конструкциях.
Заводами СССР поставляются комплектно легкие несущие и
ограждающие конструкции, а также элементы связен и фахверка, стальные или
алюминиевые оконные переплеты и витражи, ворота и двери, перегородки,
лестничные марши и переходные площадки с решетчатым или штампованным
настилом. В качестве ограждающих конструкций изготовляются элементы
кровельного покрытия из профилированного стального или алюминиевого настила и
легкие стеновые алюминиевые панели тина «сендвич». В неутепленных зданиях
рациональны асбестоцементные ограждающие элементы.
Легкие несущие конструкции изготовляют на
автоматизированных поточных линиях, их конструктивная форма соответствует
требованиям крупноблочного монтажа. В СССР выпускаются: а) фермы из круглых и
прямоугольных труб; б) тонкостенные прогоны (см. 10.5, ж); в) колонны
постоянного сечения (см. 9.1, а); г) П-образные рамы; д) структуры.
Последние две конструкции специфичны, поэтому рассмотрим их особо.
3. П-образные рамы (или рамы типа «плауен»)
используются в качестве поперечных рам в зданиях пролетами 18 и 24 м под рулонную кровлю с уклоном 3% по стальному профилированному настилу и прогонам. Высота рам
6980 или 8180 мм, шаг рам 6 м- Рамы собирают из четырех монтажных элементов,
имеющих замкнутое коробчатое сечение, сваренное из двух швеллеров и листов с
продольными гофрами. Монтажные элементы имеют на концах фланцы и соединяются
на высокопрочных болтах ( 11.11).
Рамы объединяют связями: а) вертикальными по колоннам; б)
горизонтальными в плоскости верха ригелей.
4. Структура — это пространственная стержневая
система, используемая обычно как несущая конструкция покрытия. Чаще применяют
плоские структуры, которые представляют собой ряд пересекающихся между собой
ферм, расположенных наклонно или вертикально. Обычно решетка этих ферм
треугольная из одинаковых элементов, элементы поясов также имеют постоянное
сечение, все узлы одинаковы ( 11.12).
Структуру можно образовать, поставив рядом большое число
пирамид, а затем соединив их вершины. Так собираются некоторые системы
структур ( 11.12,а). При перевозке пирамиды вкладываются друг в друга.
Структуру можно получить из трехгранных пространственных
ферм ( 11.12,6).
Структурные покрытия красивы и поэтому в гражданском
строительстве применяются чаще, чем в промышленном. Используются они главным образом
для пролетов до 50 м (при опирании по контуру). Устройство консолей
увеличивает область рационального применения их. В уникальных конструкциях
пролеты превышают 100 м.
Структуры как пространственные системы теоретически должны
обладать повышенной жесткостью (особенно, если настил включен в состав
верхнего пояса). На сосредоточенные силы они должны работать лучше плоских
ферм. Поэтому можно высоту их назначать равной всего 1/16—1/25 пролета, а в
зданиях применять укрупненную сетку колонн. Частая сетка узлов позволяет
организовать подвесной транспорт в двух направлениях и применять легкие
кровли без прогонов. В некоторых системах структур часть стержней не ставят,
это снижает расход стали, но резко уменьшает жесткость.
Монтаж чаще всего осуществляют на земле, а затем все
покрытие поднимают в проектное положение.
Конструктивная форма структур еще не установилась. Имеется
много систем, отличающихся сечениями элементов (из труб или из уголков),
геометрической схемой, конструкцией -узлов. Следует заметить, что узловые
соединения во многом определяют надежность и качество структурного покрытия.
Расход стали на узловые соединения достигает 25% общей массы металла.
Деформативиость некоторых типов узлов снижает жесткость структур.
В СССР структуры изготовляют на нескольких заводах.
Структура типа «Берлин» разработана в ГДР. Ее элементы перевозят россыпью,
собирают их в секции ( 11.12,<9), которые можно комбинировать. Длина
секций может быть 24, 21, 18, 15 и 12 м, высота секций— 1,8 м.
Повторяемость элементов структур позволяет наладить их
поточное производство.
Вопросы для самопроверки
1. На какие две категории могут быть разделены
элементы каркаса любого здания? Каково назначение каждой из них?
2. Что такое геометрически неизменяемые
конструкции?
3. Почему для связей часто применяли крестовую
решетку?
4. Роль связей в зданиях с металлическим каркасом.
5. Почему необходимы температурные швы? Как они
выполняются?
6. Назовите несущие конструкции каркаса
одноэтажного промышленного здания. Что такое фахверк?
7. Укажите назначение и типы поперечных рам.
8. Назовите тины покрытий одноэтажного цеха.
9. Укажите особенности работы подкрановых балок.
10. Назовите виды связей одноэтажного промышленного
здания. Каковы конструкция и назначение каждого из них?
11. Расскажите о легких металлических конструкциях.
|