Компоновка покрытия производственного здания

Компоновка покрытия производственного здания

Одноэтажные производственные здания широко применяются в про­мышленном и сельском строительстве. Выполняются они, как правило, каркасными из сборных железобетонных конструкций и во многих случаях оборудуются мостовыми и подвесными кранами значительной грузоподъ­емности, создающими большие усилия в несущих элементах здания.

Рекомендуется проектировать одноэтажные производственные здания прямоугольными в плане, с одинаковыми пролетами, без перепадов высот во избежание образования снеговых мешков. Отступления от этих реко­мендаций возможны, если они обусловлены специальными требованиями технологических процессов.

Каркас одноэтажного производственного здания представляет собой пространственную систему, состоящую из защемленных в фундаменты ко­лонн, объединенных (в пределах температурного блока) стропильными и подстропильными конструкциями, плитами покрытия, связями и т.д. или покрытием в виде оболочек. Эта пространственная система условно рас­членяется на поперечные и продольные плоские рамы, каждая из которых воспринимает горизонтальные и вертикальные нагрузки (рис. 1.1).

Поперечные рамы являются основным элементом каркаса и образуют­ся из колонн и стропильных конструкций (ригелей) или диафрагм оболочек (рис. 1.1, б). Колонны и ригели соединяются между собой при помощи за­кладных деталей, анкерных болтов и относительно небольшого количества сварных швов. Такие соединения податливы, т.е. позволяют сопрягаемым элементам взаимно поворачиваться при действии нагрузок. В расчетной схеме рамы такие сопряжения принимаются шарнирными, хотя практиче­ски способны воспринимать небольшие моменты, обычно не учитываемые в расчете. При шарнирном сопряжении достигается простота монтажа и не­зависимая унификация ригелей и колонн, поскольку приложенная к ригелю нагрузка не вызывает изгибающих моментов в колоннах. Поперечная рама воспринимает нагрузку от массы покрытия, снега, кранов, стен, ветра и обеспечивает жесткость здания в поперечном направлении.

Продольная рама (рис. 1.1, в) включает один продольный ряд колонн в пределах температурного блока, плиты покрытия или прогоны, подстропиль­ные конструкции, связи (решетчатые и в виде распорок по колоннам) и подкрановые балки, а также диафрагмы или бортовые элементы оболочек. Продольные рамы обеспечивают жесткость здания в продольном направле­нии и воспринимают нагрузки от продольного торможения кранов и от вет­ра, действующего На торец здания и на торцы фонарей. Рамы зданий в про­дольном направлении объединяются между собой поверху жестким в своей плоскости диском покрытия, образованным железобетонными плитами покрытия с замоноличенными швами.

К элементам каркаса относятся также фахверковые колонны, несущие нагрузку от стеновых панелей и воспринимаемого ими ветра. Стеновые панели могут быть навесными и самонесущими.

При разработке конструктивной части проекта одноэтажного про­мышленного здания в первую очередь решаются следующие основные во­просы:

■ выбор и компоновка конструктивной схемы;

■ статический расчет поперечной рамы;

■ конструирование и расчет плит покрытия;

■ конструирование и расчет стропильных и подстро­пильных конструкций;

■ то же колонн и фундаментов ****Взадачу компоновки конструктивной схемы входят: выбор сетки ко­лонн, системы привязок и внутренних габаритов здания; компоновка по­крытия; разбивка здания на температурные блоки; компоновка поперечной рамы (выбор типа и размеров сечений колонн); выбор системы связей, обеспечивающих пространственную жесткость и т. п.

 

Конструкция кровли прогонного покрытия

Прогоны воспринимают нагрузку от кровли и передают ее на стропильные фермы. Прогоны могут быть сплошного сечения и решетчатые.

Прогоны сплошного сечения тяжелее решетчатых, но значительно проще в изготовлении и монтаже. Их применяют, как правило, при шаге стропильных конструкций 6 м. Для сплошных прогонов обычно используют прокатные швеллеры, а также гнутые профили швеллерного, С-образного и -образного сечений (рис. 2.38).

 

Рис. 2.38. Типы сечения сплошных прогонов

 

При больших нагрузках сечение прогонов может быть принято из прокатного двутавра.

Экономичными по расходу стали являются прогоны, выполненные в виде перфорированных балок (§5.9 [1]), балок с гофрированной или гибкой стенками (§§ 5.7 и 5.8 [1]). Такие прогоны можно применить и при шаге стропильных конструкций до 12 м.

Прогоны сплошного сечения выполняют по разрезной и неразрезной схемам. При использовании неразрезных прогонов расход стали меньше, однако для упрощения монтажа чаще применяют разрезные прогоны.

Расчет прогонов выполняют на нагрузки от веса кровли, собственного веса прогонов, снега и ветра. В необходимых случаях учитывают нагрузку от пыли. При кровле с уклоном меньше 20° нагрузка от ветра (отсос) действует снизу вверх и разгружает прогоны. В этом случае нужно проверить прогон на возможность отрыва от несущих конструкций.

Вертикальную нагрузку на прогон определяют по формуле

Несущую способность прогона при изгибе в двух плоскостях проверяют по формуле:

Решетчатые прогоны обычно применяют при шаге стропильных ферм 12 м. Они могут иметь различные конструктивные решения.Недостаток решетчатых прогонов - большое число элементов и узловых деталей и связанная с этим высокая трудоемкость изготовления. Поэтому наиболее целесообразен трехпанельный прогон, принятый в качестве типового. Верхний пояс этого прогона состоит из двух швеллеров. Элементы решетки из одного гнутого швеллера. Раскосы прикрепляются к верхнему поясу на дуговой или контактной сварке. Такое решение существенно упрощает изготовление и обеспечивает достаточную боковую жесткость.В легких зданиях применяют также прутковые прогоны, в которых элементы решетки и нижний пояс могут быть выполнены из круглых стержней или одиночных уголков.Решетчатые прогоны рассчитывают как фермы с неразрезным верхним поясом. Верхний пояс при этом работает на сжатие с изгибом (в одной плоскости, если отсутствует скатная составляющая нагрузки, или в двух плоскостях), остальные элементы испытывают продольные усилия.

ОТВЕТЫ 21-30

Виды сопряжений ригеля с колоннами

$$$Определение расчетных усилий в элементах рамы

Поскольку при расчете рамы, воспринимающей постоянные и временные нагрузки, нужно вводить дифференцированные коэффициенты сочетаний, раму' следует рассчитывать на каждое загружение отдельно. Нагрузки так же определяют отдельно: от собственного веса конструкций шатра, снега, ветра и кранов. Сосредоточенные постоянные нагрузки от веса фонарных переплетов с остеклением, бортовых стенок фонаря и других с целью упрощения расчета рамы допускается распределять по пролету ригеля равномерно. Ветровая нагрузка. Ветровая нагрузка зависит от скоростного напора ветра над поверхностью земли и высоты здания.

Целью статического расчета поперечной рамы является определение максимальных расчетных усилий (изгибающих моментов, продольных и поперечных сил в характерных сечениях стоек и ригеля). Для упрощения расчета пространственную конструкцию каркаса мысленно расчленяют на отдельные плоские элементы.

Усилия в элементах рамы вычисляют отдельно для каждого загружения. Расчетные усилия получают в результате составления сочетаний отдельных загружений.

Усилия в стойках рамы определяют для нескольких характерных сечений, где они могут быть наибольшими: например в Заделке в фундамент, в месте сопряжения верхней и нижней частей ступенчатых стоек, в месте примыкания ригеля..

При определении усилий от крановых нагрузок (крановых моментов и сил поперечного торможения кранов) необходимо учитывать пространственную работу каркаса, что позволяет уменьшить усилия в стойках рамы и увеличить поперечную жесткость каркаса.

Горизонтальное смещение рамы в системе пространственного блока меньше смещения плоской рамы, поэтому. усилия в стойках будут меньше.

Результаты расчета рамы на отдельные загружения вносят в сводную таблицу, и затем составляют сочетания для характерных сечений (в одноступенчатых стойках их обычно четыре) по Ломаке и Аймаке и суммарные расчетные усилия, полученные в результате сочетаний, вносят в специальную таблицу. Практические методы расчета изложены в учебных пособиях

$$$Типы сечений внецентренно -сжатых колонн

Колонны служат для передачи нагрузки от вышележащих конструкции через фундаменты на грунт. Если продольная сила не совпадает с центром тяжести сечения, то колонна называется внецентренно сжатой.

Расчет поперечных рам. Общие положения

 

Рамы могут быть трех типов: двухшарнирные с шарнирами в углах, двухшарнирные с шарнирами на опорах и безшарнирные.

Схемы поперечных рам

 

 

Рама безшарнирного типа является наиболее жесткой и экономичной, почему она и является основным типом поперечной конструкции стального каркаса промышленных зданий.

 

Ригели поперечных рам по своей конструкции могут быть сплошными илн сквозными, а соединение их СО стойкамн жесткое илн шарнирное. Выбор очертания ригеля, его конструкции н характера соединения со стойками зависит от размера перекрываемого пролета, вида кровли, принятой технологии изготовления и монтажа. Жесткое соединение ригелей и колонн рамы приводит к уменьшению изгибающих моментов, однако при этом не достигается независимая типизация ригелей и. Колонн рамы, так как нагрузка, приложенная к колонне, вызывает изгибающие моменты и в ригеле, а нагрузка, приложенная к ригелю, вызывает изгибающие моменты и в колоннах. При шарнирном соединении возможна независимая типизация ригелей и колонн, так как в этом случае нагрузки, приложенные к одному из элементов, не вызывают изгибающих моментов в друГом. Шарнирное соединение ригелей с колоннами упрощает их форму и конструкцию стыка, отвечает требованиям массового заводского производства. Щ результате конструкции одноэтажных рам с шарнирными узлами как более экономичные приняты в качестве типовых..

 

 

Компоновка покрытия производственного здания

Одноэтажные производственные здания широко применяются в про­мышленном и сельском строительстве. Выполняются они, как правило, каркасными из сборных железобетонных конструкций и во многих случаях оборудуются мостовыми и подвесными кранами значительной грузоподъ­емности, создающими большие усилия в несущих элементах здания.

Рекомендуется проектировать одноэтажные производственные здания прямоугольными в плане, с одинаковыми пролетами, без перепадов высот во избежание образования снеговых мешков. Отступления от этих реко­мендаций возможны, если они обусловлены специальными требованиями технологических процессов.

Каркас одноэтажного производственного здания представляет собой пространственную систему, состоящую из защемленных в фундаменты ко­лонн, объединенных (в пределах температурного блока) стропильными и подстропильными конструкциями, плитами покрытия, связями и т.д. или покрытием в виде оболочек. Эта пространственная система условно рас­членяется на поперечные и продольные плоские рамы, каждая из которых воспринимает горизонтальные и вертикальные нагрузки (рис. 1.1).

Поперечные рамы являются основным элементом каркаса и образуют­ся из колонн и стропильных конструкций (ригелей) или диафрагм оболочек (рис. 1.1, б). Колонны и ригели соединяются между собой при помощи за­кладных деталей, анкерных болтов и относительно небольшого количества сварных швов. Такие соединения податливы, т.е. позволяют сопрягаемым элементам взаимно поворачиваться при действии нагрузок. В расчетной схеме рамы такие сопряжения принимаются шарнирными, хотя практиче­ски способны воспринимать небольшие моменты, обычно не учитываемые в расчете. При шарнирном сопряжении достигается простота монтажа и не­зависимая унификация ригелей и колонн, поскольку приложенная к ригелю нагрузка не вызывает изгибающих моментов в колоннах. Поперечная рама воспринимает нагрузку от массы покрытия, снега, кранов, стен, ветра и обеспечивает жесткость здания в поперечном направлении.

Продольная рама (рис. 1.1, в) включает один продольный ряд колонн в пределах температурного блока, плиты покрытия или прогоны, подстропиль­ные конструкции, связи (решетчатые и в виде распорок по колоннам) и подкрановые балки, а также диафрагмы или бортовые элементы оболочек. Продольные рамы обеспечивают жесткость здания в продольном направле­нии и воспринимают нагрузки от продольного торможения кранов и от вет­ра, действующего На торец здания и на торцы фонарей. Рамы зданий в про­дольном направлении объединяются между собой поверху жестким в своей плоскости диском покрытия, образованным железобетонными плитами покрытия с замоноличенными швами.

К элементам каркаса относятся также фахверковые колонны, несущие нагрузку от стеновых панелей и воспринимаемого ими ветра. Стеновые панели могут быть навесными и самонесущими.

При разработке конструктивной части проекта одноэтажного про­мышленного здания в первую очередь решаются следующие основные во­просы:

■ выбор и компоновка конструктивной схемы;

■ статический расчет поперечной рамы;

■ конструирование и расчет плит покрытия;

■ конструирование и расчет стропильных и подстро­пильных конструкций;

■ то же колонн и фундаментов ****Взадачу компоновки конструктивной схемы входят: выбор сетки ко­лонн, системы привязок и внутренних габаритов здания; компоновка по­крытия; разбивка здания на температурные блоки; компоновка поперечной рамы (выбор типа и размеров сечений колонн); выбор системы связей, обеспечивающих пространственную жесткость и т. п.

 

123456Следующая ⇒

Поделиться: