Выбор основных конструктивных элементов

 

Конструкция кровли определяется в зависимости от района строительства. Если применяется мягкая рулонная кровля, наклеиваемая на мастику, то уклон кровли не должен превышать 1: 12 для предотвращения стекания мастики.

Плиты покрытия выбираются в зависимости от шага стропильных конструкций и вертикальной нагрузки. Обычно в каталогах указаны предельные нагрузки, на которые рассчитаны плиты, или номер района по снеговой нагрузке, для которого запроектированы плиты. Карты с делением территории страны на районы по снеговой и ветровой нагрузке приведены в [3]. Ширина плит покрытия должна соответствовать положению закладных деталей в ригеле. Желательно, чтобы плиты опирались в узлах ферм.

Ригелем в одноэтажных производственных зданиях обычно является предварительно напряженная балка, ферма или арка. Тип ригеля выбирается в зависимости от пролета.

При пролетах до 18 м включительно выгодно применять предварительно напряженные балки; от 18 до 30 м – фермы. При больших пролетах можно применять арки. Выбор очертания верхнего пояса ригеля производится в соответствии с заданной схемой здания. При пользовании каталогами необходимо обратить внимание на то, что фермы и балки маркируются в зависимости от их шага и расчетной нагрузки.

Колонны основного каркаса выбираются в зависимости от их шага, грузоподъемности кранов и отметки головки рельса. Поперечное сечение колонны может быть сплошным (прямоугольным или двутавровым) или составным (двухветвевым).

Фундаменты под колонны устраиваются из сборного или монолитного железобетона стаканного типа; размеры стакана фундамента должны соответствовать сечению выбранной колонны.

Стеновые панели выбираются в соответствии с шагом колонн крайнего продольного ряда. В отапливаемых зданиях применяют утепленные панели.

Подкрановые балки должны соответствовать грузоподъемности кранов и шагу колонн основного каркаса.

При кранах легкого и среднего режимов работы грузоподъемностью до 30 т обычно применяют предварительно напряженные железобетонные балки.

Фундаментные балки обязательно применяются при кирпичных и блочных стенах. Часто их устанавливают и при навесных панельных стенах для облегчения производства работ. Длина их должна соответствовать размеру подколонника типового фундамента и шагу колонн, а ширина сечения – толщине стены. Фундаментные балки наружных стен располагают вплотную к внешним граням колонн, а внутренних – между колоннами. Нельзя забывать, что укладывать фундаментные балки в проемы ворот не допускается, так как на нагрузку от транспорта они не рассчитаны.

Фахверковые колонны обычно выполняются железобетонными прямоугольного сечения (400´600 мм) с металлическим оголовком.

 

2.3. Компоновка поперечника и плана здания.
Привязка к разбивочным осям

 

Под пролетом, назначенным в задании на проект, подразумевается расстояние между продольными разбивочными осями, а под выбранным шагом колонн – расстояние между поперечными осями. В действительности геометрические оси сечений колонн в некоторых рядах приходится смещать с разбивочных осей для сохранения однотипности элементов покрытия и их взаимозаменяемости.

Для колонн крайних продольных рядов при шаге 6 м и кранах грузоподъемностью до 30 т включительно, если высота от пола до низа несущих конструкций покрытия меньше 16,2 м, принимается «нулевая» привязка, т. е. наружные грани колонны совмещаются с продольными разбивочными осями. В остальных случаях применяется привязка со смещением наружных граней колонн на 250 мм наружу здания. При специальном обосновании это смещение допускается увеличить до 500 мм [11]. При неправильной привязке не удается «вписать» габариты крана в габариты поперечника. При компоновке поперечника необходимо проверить, какой зазор получается между краном и внутренней гранью колонны. Согласно рис. 1.1 имеем при нулевой привязке равенство

 

(1)

 

при привязке со смещением 250 мм –

 

; (2)

 

и при центральной привязке –

 

(3)

 

где – расстояние от оси подкрановой балки до продольной разбивочной оси (принимается по нормам равным 750 мм);

– габарит крана, мм (рис. 1.1);

С – зазор по горизонтали (он должен получиться не менее 60 мм);

h – высота сечения надкрановой части колонны.

 

Рис. 1.1. Привязка колонн к разбивочным осям

 

Зазор по вертикали между краном и низом стропильной конструкции должен быть не менее 100 мм. При известных габарите крана по вертикали и отметке головки рельса находится отметка низа стропильной конструкции. Остальные вертикальные отметки определяются размерами выбранных конструктивных элементов.

Колонны внутренних продольных и поперечных рядов (кроме примыкающих к температурным швам и перепадам высот) привязываются центрально.

Оси колонны основного каркаса в крайних поперечных рядах смещаются внутрь с разбивочных осей на 500 мм. Фахверковые стойки имеют нулевую привязку.

Температурно-усадочные швы

Температурно-усадочные швы разрезают все конструкции здания до фундамента. На основании многолетнего опыта проектирования и эксплуатации каркасных отапливаемых зданий из сборного железобетона при расстоянии между температурными швами, не превышающими 72,0 м, расчет на температурные воздействия можно не производить.

Осадочный шов разрезает и фундамент здания. Он устраивается при основании с неравномерными характеристиками по длине, при сильно различающихся нагрузках по длине здания (краны разной грузоподъемности) и при строительстве в сейсмически активных районах. Температурный шов одновременно является и усадочным. Швы могут быть поперечными и продольными. Поперечный температурный шов выполняется на спаренных колоннах, разнесенных от поперечной разбивочной оси на 500 мм в обе стороны (см. рис. 1.1); продольный – путем устройства подвижной катковой опоры под концом одной из двух балок (ферм, арок) покрытия. Колонны при этом укорачиваются на 200 мм.

 

Система связей

 

При разработке конструктивной схемы необходимо обеспечить пространственную жесткость и устойчивость здания. В поперечном направлении жесткость здания обеспечивается поперечными рамами, стойки которых внизу защемлены в фундаментах, а вверху соединены в своей плоскости жестким покрытием. В продольном направлении элементы здания (колонны, подкрановые балки, элементы покрытия) также образуют раму. Для увеличения жесткости здания в продольном направлении и обеспечения устойчивости ставят дополнительные связи. Основными вертикальными связями являются связи по колоннам. Если две отдельные стойки соединить системой связей, работающих на сдвиг, то жесткость полученной системы будет намного больше суммы жесткостей отдельных стоек. Эти связи обычно выполняют из уголков или швеллеров, которые привариваются к закладным деталям колонн. При шаге колонн 6 м применяют крестовые связи, а при шаге 12 м – портальные (рис. 1.2). Связи по колоннам устанавливают в середине температурного блока.

Вертикальные связи между опорами стропильных конструкций устанавливают в торцах каждого температурного блока, если высота стропильной конструкции на опоре превышает 1000 мм. Для обеспечения пространственной жесткости покрытия при действии горизонтальных сил, приложенных к верхнему поясу стропильных конструкций, по верху остальных колонн устанавливаются распорки. Связи выполняют в виде ферм с крестообразной решеткой.

 

Рис. 1.2. Схема связей жесткости: 1 – распорки; 2 – стальные связи на опорах

стропильных конструкций; 3 – подкрановые балки; 4 – связи по колоннам

 

В зданиях с подстропильными конструкциями роль этих связей выполняют подстропильные балки или фермы.

Горизонтальные связевые фермы с крестообразной решеткой в уровне нижнего пояса ригеля выполняют из стальных уголков и устанавливают в торцах здания. Они являются дополнительной опорой для торцевых стен. Иногда такие связи в зданиях большой высоты устанавливают и в уровне верха подкрановых балок.

Горизонтальные связи по верхнему поясу ригелей необходимы при наличии фонарей для обеспечения устойчивости верхнего пояса путем уменьшения его расчетной длины, которая под фонарем при отсутствии связей будет равна ширине фонаря. Они имеют вид распорок, устанавливаемых по оси фонаря. Сами фонари также раскрепляют горизонтальными в плоскости покрытия и вертикальными в плоскости остекления связями.

 

2.6. Выбор оптимального варианта