Общая характеристика каркаса одноэтажных производственных зданий.

 

Комплекс несущих элементов, воспринимающих все возможные в конкретных условиях действующие нагрузки на фундаменты, называется каркасом.

По числу пролетов одноэтажные здания и соответственно их каркасы бывают однопролетными (рис. 17.1, a) и многопролетными (рис. 17.1, б).

В однопролетных зданиях легче решаются вопросы естественного освещения и вентиляции, но увеличивается периметр наружных стен,

и соответственно растут теплопотери в холодное время года. Технологическая линия выпуска продукции вытягивается в длину, организация изготовления полуфабрикатов в одном пролете затрудняется, усложняются пути их подачи в основной процесс. В многопролетных зданиях

затруднен отвод дождевых и талых вод, естественное освещение и вентиляция, но удобно размещать в параллельных пролетах сопутствующие производства, сокращается периметр наружных стен и теплопотери. Для улучшения естественного освещения и вентиляции внутренних пролетов в многопролетных зданиях над стропильными фермами устраивают фонари или пролеты здания делают разновысокими Для улучшения освещения средних пролетов можно покрытие или его участки делать светопрозрачными.

В настоящее время чаще применяются многопролетные (с двумя или более пролетами) производственные здания.

Каркасы производственных зданий в целом чаще всего являются рамно-связевыми системами. Устойчивость их в поперечном направлении обеспечивается рамами – конструкциями с жесткими узлами, состоящими из основных колонн и ригелей – поперечных несущих элементов каркаса. Соединение колонн с фундаментами в поперечном направлении обычно делается жестким, что удобнее в процессе монтажа. Жесткое соединение ригелей с колоннами уменьшает деформации рам от поперечных нагрузок, но сложнее по конструкции. Жесткое сопряжение ригелей с колоннами не следует применять, если возможны неравномерные просадки основания. В многопролетных каркасах поперечные деформации меньше, чем в однопролетных, так как в работу на местные поперечные нагрузки (от кранов) вовлекается большее количество колонн.

В продольном направлении основные колонны каркаса обычно в фундаментах закрепляются шарнирно. Устойчивость каркаса в продольном направлении обеспечивается связями и продольными элементами каркаса. Продольными элементами каркасов являются подкрановые балки, подстропильные фермы, распорки связей, настил. Сами связи, работая на растяжение или сжатие, обеспечивают неподвижность в продольном направлении (закрепляют) отдельных точек рам. Распорки закрепляют эти же точки в соседних рамах.

Другим назначением связей являются обеспечение удобства монтажа, создание жестких блоков для восприятия местных (крановых) нагрузок, закрепление в проектном положении элементов конструкций.

В состав каркаса входят следующие элементы.

1. Элементы покрытия – ригели рам (стропильные фермы или балки), подстропильные фермы, прогоны (рис. 17.5), фонари (см. рис 17.2, а).

2. Основные несущие колонны. Вместе с опирающимися на них стропильными фермами или балками они образуют поперечную раму – основу каркаса.

3. Элементы, поддерживающие подъемно-транспортное оборудование – подкрановые балки (см. рис. 17.3), пути подвесных кранов, монорельсы (рис. 17.4, а, б), пути консольных кранов.

4. Фахверк – каркас стен, колонны и ригели. Возводится по торцам здания (рис. 17.5), и иногда у продольных стен, воспринимает нагрузку от стен и передает ее на основные колонны и фундаменты.

5. Связи – по фермам (см. рис. 15.3), фонарям, колоннам (рис. 17.5).

6. Рабочие площадки, лестницы, поддерживающие технологическое оборудование и обеспечивающие доступ к нему.

7. Колонны подкрановых эстакад (см. рис. 17.3).

 

Основные требования, предъявляемые к каркасам производственных зданий.

 

Конструкция здания должна полностью удовлетворять назначению сооружения и в то же время быть наиболее экономичной.

Поэтому при проектировании производственных зданий в первую очередь необходимо учитывать эксплуатационные требования и экономические факторы.

Большое влияние на работу каркаса оказывают воздействия кранов. Являясь динамическими, многократно повторяющимися и большими по величине, крановые воздействия часто приводят к раннему износу и повреждению конструкций каркаса, особенно подкрановых балок.

Поэтому при проектировании каркаса здания особенное внимание должно уделяться учету эксплуатационного режима работы мостовых кранов, который зависит от назначения здания и эксплуатационного процесса в нем.

Несущие конструкции каркасов зданий с кранами «особого» режима работы подвергаются весьма интенсивным силовым воздействиям динамического характера, поэтому при конструировании и расчете элементов каркаса таких зданий необходимо учитывать специальные требования (особые коэффициенты условий работы, меньшие предельные гибкости, прогибы и деформации и.т.п.), приведенные в нормах проектирования стальных конструкций.

На работу строительных конструкций зданий большое влияние оказывает внутрицеховая среда, степень агрессивного воздействия которой определяется скоростью коррозионного поражения поверхности металла в мм /год:

– слабая (до 0, 1мм/год);

– средняя (до 0, 5мм/год);

– сильная (свыше 0, 5мм/год).

При проектировании МК зданий со средней и сильной степенью агрессивного воздействия среды следует применять гладкие, открытые элементы, легкодоступные для очистки и окраски.

При проектировании зданий, эксплуатируемых в условиях низких температур (при

t = - 40 ¸ - 60 °C) вследствие возможности хрупкого разрушения стали необходимо учитывать специальные требования, приведенные в «Нормах проектирования стальных конструкций». Конструкции рассчитывают только по упругой стадии работы, предусматривают дополнительные связи по покрытию, уменьшают размеры температурных блоков, предусматривают мероприятия, уменьшающие концентрацию напряжений.

К экономическим факторам относятся прежде всего затраты, связанные с возведением сооружения, изготовления, перевозки и монтажа конструкций. Необходимо учитывать эффект, получаемый от сокращения времени строительства и более раннего начала выпуска продукции, а также расходы, связанные с поддержанием сооружения в состоянии, обеспечивающем условия его нормальной эксплуатации в течение всего срока службы. Эти факторы очень сложны, часто противоречат один другому. При проектировании конструкции здания все это должно учитываться; Необходимо найти оптимальное технико-экономическое решение, наилучшим образом удовлетворяющее всем условиям.

 

 

Область применения стальных каркасов производственных зданий.

 

Область применения стальных каркасов с учетом дефицита стали регламентируется «'Техническими правилами по экономичному расходованию основных строительных материалов». По этим правилам в одноэтажных промышленных зданиях допускается применение стального каркаса в следующих случаях:

1) При высоте здания от пола до низа стропильной фермы равной или большей 18м.

2) При кранах Q 500 кН, а при кранах весьма тяжелого режима работы (Вт) – при любой грузоподъемности.

3) При строительстве в труднодоступных районах (горы, пустыни, тайга и.т.п.) и в районах, где нет базы по изготовлению железобетонных конструкций.

Смешанные каркасы, то есть состоящие из ж/б колонн и стальных стропильных и подстропильных допускается применять в следующих случаях:

1) при пролете не менее 30 м.

2) при подвесном транспорте Q 50кН, а также при конвейерном транспорте.

3) при тяжелых условиях эксплуатации (динамические нагрузки или нагрев конструкций до t> 100 °C).

4) при расчетной сейсмичности 9 баллов, и пролете не менее 18 м; при расчетной сейсмичности 8 баллов и пролете не менее 24 м.

5) при пролете не менее 24 м в неотапливаемых зданиях с легкой кровлей.

6) при пролете менее 24 м в зданиях с подвесным транспортом с Q 20 кН.

7) в многопролетных неотапливаемых зданиях с рулонной кровлей при пролете 18 м.

В ж/б каркасах часть элементов (фонари, связи, ригели фахверка) допускается выполнять из стали, а подкрановые балки почти во всех случаях проектируются стальными за исключением балок пролетами 6 и 12 м под краном легкого и среднего режимов работы Q 300кН.

 

 

Унификация объемно-планировочных параметров одноэтажных производственных зданий.

Основными объемно-планировочными параметрами здания являются:

Пролет, -. расстояние между разбивочнымн осями продольных рядов колонн илн стен;

Шаг - расстояние между разбивочнымн осями поперечных рядов колонн или стен;

Высота - расстояние от уровня пола до низа несущей конструкции покрытия (в одноэтажных зданиях) или расстояние между уровнями чистых полов (в многоэтажных зданиях).

Совокупность расстояний между колоннами в продольном и поперечном направлении называют сеткой колонн.

Единство технических решений при проектировании промышленных зданий основано на унификации объемно-планировочных параметров. Это достигается ограничением числа размеров пролетов, шагов, высот этажей и величиной нагрузок на типовые конструкции.

Основными положениями по унификации предусмотрены следующие параметры одноэтажных промышленных зданий: пролеты 12, 18, 24, 36 м и т. д. (через 6 м); шаг колонн 6 и 12 м; высота б; 7, 2; 8, 4; 9, 6; 10, 8; 12; 13, 2; 14, 4; 15, 6; 16.8 и 18 м (кратно [, 2 м).

Ограничение числа параметров объемно-планировочного решения снижает затраты на проектирование и изготовление сборных конструкций

При проектировании промышленных зданий в большинстве случаев можно применять типовые и унифицированные объемно-планировочные и конструктивные решения, основанные на модульной системе.

Для различных отраслей промышленности разработаны так называемые габаритные схемы, представляющие собой схемы типовых объемно-планировочных решений цехов. В этих схемах унифицированы основные объемно-планировочные параметры зданий, высоты помещений, пролеты, ттги колонн, нагрузки кранов и т. п.

 

 

⇐ Предыдущая123456Следующая ⇒

Поделиться: