Для  студентов архитектурных специальностей

Металлические конструкции

Раздел: Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

Как отмечалось выше, основными элементами каркасов являются поперечные рамы со стойками и ригелями сплошного или сквозного сечения. Ригеля сплошного сечения (балки) имеют меньшую строительную высоту, чем сквозные, проще в изготовлении и удобнее при транспортировке, однако они уступают сквозным ригелям (фермам) по расходу металла. Поэтому основным типом ригеля в каркасных производственных зданиях принято считать стропильную ферму с парал-

лельными поясами, тра

пецеидальную или сег

ментную (см. п. 5.2). В

случае применения мосто

вых кранов грузоподъем

ностью более 20 т ис

пользуют ступенчатые ко

лонны сплошного сечения

или сквозные, состоящие

из шатровой и подкрано

вой ветвей, работающих

совместно (см. п. 4.2).

Преимущественно ис-

пользуют колонны сме-

t8§| шанного типа, в которых

№-500 надкрановую часть вы

полняют сплошной в виде

прокатного или сварного

двутавра, а подкрано

вую — сквозной в виде

двух ветвей из прокатных

профилей,      связанных

планками или раскосной решеткой. В зданиях с тяжелыми мостовыми кранами грузоподъемностью 125 г и более предусматривают колонны раздельного типа, состоящие из шатровой и подкрановой ветвей, работающих независимо одна от другой. Для увеличения жесткости здания в поперечном направлении стропильную ферму жестко соединяют с колоннами. Такое решение достигается присоединением стропильной фермы к шатровой ветви колонны сбоку ( 115,а). Сопряжение поясов фермы с колонной осуществляют на черных болтах.

При увеличении шага колонн средних рядов многопролетных зданий до 12—24 м стропильные фермы в промежутке между колоннами опираются на подстропильные фермы ( 115, б). Как правило, подстропильные фермы выполняют в виде ферм с параллельными поясами ( 116), сопрягаемыми снадкрано-вой частью колонны также на черных болтах ( 115,а).

Основные несущие элементы подкрановых конструкций — сплошные или сквозные подкрановые балки. Сплошные изготовляют из прокатных двутавров с усилением верхнего пояса уголками или плоскими листами. Их применяют при шаге колонн 6 м и кранах грузоподъемностью до 20 т. При большей грузоподъемности подкрановые балки делают сварными из трех листов. Сплошные подкрановые балки бывают разрезными и неразрезными. Неразрезные балки трудоемки в монтаже, но более жестки и на 10'—13 % легче разрезных.

Решетчатые подкрановые балки целесообразно применять при шаге колонн 12 м и более при кранах легкого и среднего режимов работы грузоподъемностью до 75 т. В этом случае они позволяют экономить до; 15— 20 % стали по сравнению со сплошными. При больших пролетах и тяжелых мостовых кранах для увеличения жесткости подкрановую балку объединяют с подстропильной фермой, получая при этом комбинированную конструкцию, называемую подкраново-подстропильной фермой. Подкрановые балки опираются на подкрановые ветви колонн через опорные торцевые ребра и крепятся к ним болтами, а к шатровой ветви — крепежными планками ( 58 и 69). Компоновка конструктивной схемы каркаса включает постановку системы связей по шатру здания и по колоннам. По шатру покрытия ставят горизонтальные связи по верхним и нижним поясам и вертикальные связи между фермами ( 117).

Горизонтальные связи по верхним поясам устанавливают в поперечном направлении и обеспечивают устойчивость сжатых элементов верхнего пояса ферм от вертикальных нагрузок (см гл. 5). В беспрогонной системе функцию связей по верхним поясам могут выполнять железобетонные плиты, которые крепят на сварке к верхнему поясу, а связи устанавливают только по краям температурных отсеков на период монтажа. Горизонтальные связи по нижним поясам ферм устанавливают как в поперечном, так и в продольном направлениях Поперечные связи по нижним поясам устраивают, как правило, в торцах зданий и температурного отсека и служат ветровыми фермами от воздействия горизонтальных ветровых нагрузок ( 118, б).

Продольные связи по нижним поясам служат главным образом для вовлечения в пространственную работу всего покрытия при действии местных крановых ( 118, а) или других нагрузок. Связи по нижним поясам устраивают преимущественно в зданиях с тяжелым режимом работы.

Вертикальные связи между фермами устанавливают между опорными стойками ферм и в промежутке между фермами с шагом не менее 12 м. Их основное назначение — создать жесткий неизменяемый пространственный блок, состоящий из двух стропильных ферм и поперечных связей по верхним и нижним поясам.

В зданиях с легким и средним режимом работы связи выполняют из одиночных уголков и труб, прикрепленных к узлам стропильной фермы на болтах, а в зданиях с тяжелым режимом работы — из труб или швеллеров на сварке. К жёстким блокам, образованным двумя фермами и системой связей, остальные фермы присоединяют распорками или прогонами по верхним поясам, а в зданиях с тяжелым режимом работы — и по нижним для предупреждения их дрожания ( 117). Чтобы избежать возникновения в связевых элементах сжимающих усилий, связи проектируют крестовыми.

Связевые фермы с треугольной решеткой, работающей на растяжение и сжатие, по расходу металла уступают фермам с крестовой решеткой, однако они проще в изготовлении и монтаже, вследствие чего в последнее время они получают преимущественное применение.

Кроме связей по шатру устраивают вертикальные связи между колоннами каркаса в продольном направлении ( 117, ж—к), которые обеспечивают жесткость и неизменяемость каркаса здания в продольном направлении от воздействия продольных ветровых нагрузок, продольных тормозных сил от воздействия мостовых кранов, а также увеличивают устойчивость колонн из плоскости. Простейшая конструкция — крестовые нли раскосные системы связей ( 117, ж, з). По средним рядам для обеспечения свободного прохода устраиваются портальные или полупортальиые системы связей ( 117, ы, к).

Для крепления стенового ограждения, ворот, окон и других элементов служит торцевой и продольный фахверк, состоящий из стоек, ригелей и распорок ( 119). Торцевой фахверк воспринимает горизонтальные ветровые нагрузки с большой грузовой площади и передает их на торцевую раму каркаса. Традиционное решение торцевого фахверка показано на  119, а. Основные вертикальные стойки устанавливают через 6 или 12 м, опирают на поперечную связевую ферму в уровне стропильной фермы ( 119, г) и шарнирно на фундаменты. В зависимости от высоты поперечной рамы основные стойки могут быть сплошными (#=S[18 м) или сквозными в виде решетчатых ферм (Я>18 м). Ригели, распорки и промежуточные стойки выполняют, как правило, из гнутых швеллеров или прокатных двутавров.

При больших пролетах и высотах поперечных рам торцевой фахверк может быть выполнен в виде прост* ранственной перекрестно-стержневой конструкции (например, системы МАрхИ), опертой по всему периметру ( 119, е). Достоинства такого решения: уменьшение строительной высоты фахверка в осях поясов в 2 раза, сокращение расхода стали в 2—3 раза и значительное улучшение внешнего вида. Продольный фахверк ( 119, б, в) решается аналогично традиционному решению торцевого фахверка.