Компонування конструктивної схеми споруди

Компонування конструктивної схеми споруди передбачає:

- вибір і компонування конструктивної схеми покриття;

- розбиття споруди на температурні блоки;

- вирішення питання зв’язків, які забезпечують просторову жорсткість споруди і жорсткість диска покриття;

- компонування поперечної рами.

Компонування покриття. У курсовому проекті розглядається споруда з безпрогоновим покриттям з плоских лінійних елементів, які працюють за балковою схемою (глава 13 [1]).

Можливі такі варіанти розташування кроквяних конструкцій:

- у напрямку поперечних рам (рис.1,а,б), що застосовують при покритті споруди плитами 6, 9, 12 м;

- у площині поздовжніх рам (рис.1,в), що застосовують при покритті споруди велико-розмірними плитами довжиною 18¸24 м.

При компонуванні покриття вирішують питання про його конструктивну схему і вибирають типи підкроквяних елементів. Роблять це в умовах реального проектування з урахуванням багатьох чинників.

У курсовому проекті конструктивну схему покриття, тип кроквяної і, якщо необхідно, підкроквяної конструкції, тип підкранової балки задає консультант. При вказуванні типу кроквяної конструкції, як правило, керуються такими міркуваннями:

- кроквяні балки можна використовувати при прольотах до 18 м включно, а в окремих випадках і при прольоті 24 м;

- кроквяні ферми ¾ при прольотах 18¸24 м (в курсовому проекті до 30 м);

- кроквяні арки ¾ при прольотах 24¸36 м.

Розбиття споруди на температурні блоки. Найбільша відстань між температурно-усадковими швами у споруді при розрахунковій зимовій температурі зовнішнього повітря понад мінус 40°С, які назначаються без розрахунку конструкцій (з ненапружуваною арматурою і попередньонапружених, до яких ставлять вимоги 3-ої категорії тріщиностійкості) на дію температури і усадки бетону, не повинні перевищувати:

- для опалюваних одноповерхових каркасних споруд із збірного залізобетону 72 м;

- для неопалюваних споруд того ж типу 48 м.

У всіх інших випадках відстань між температурними швами визначають розрахунком.

Зв’язки. Для забезпечення жорсткості споруди в цілому, а також жорсткості елементів (покриття, торцевих стін) в конструктивній схемі передбачено систему вертикальних і горизонтальних зв’язків.

Вертикальні сталеві зв’язки по колонах (рис. 2,а,б) забезпечують просторову жорсткість споруди в поздовжньому напрямку (у спорудах з електричними мостовими кранами вони влаштовуються завжди). Встановлюють ці зв’язки приблизно в середині кожного температурного блоку, в межах одного кроку колон, на висоту від підлоги до низу підкранових балок. Вертикальні зв’язки поздовжніх рядів колон можуть бути хрестовими ¾ при кроці колон 6 і 12 м (рис.2,а) або портальними при кроці колон 12 м (рис.2,б), останні встановлюють переважно в проміжних рядах колон.

Жорсткість споруди в поперечному напрямку забезпечується защемленням колон у фундаментах.

Вертикальні сталеві зв’язки і розпірки (в площинах поздовжніх рам) на опорах кроквяних конструкцій (рис.2,а) установлюють при висоті останніх на опорі понад 900 мм. Ці зв’язки і розпірки забезпечують передачу з диска покриття горизонтальних зусиль (які діють в напрямку поздовжніх рам) на колони. Вертикальні зв’язки на рівні опорних частин кроквяних конструкцій установлюють, як правило, тільки по кінцях температурних блоків.

При висоті кроквяних конструкцій на опорі від 900 мм і менше вертикальні зв’язки і розпірки на рівні опорних частин не роблять. Останнє зауваження стосується також і конструктивних схем із підкроквяними елементами.

Горизонтальні зв’язки. Жорсткість диску покриття (споруд із мостовими кранами легкого і середнього режимів роботи) в горизонтальній площині забезпечується використанням великорозмірних залізобетонних плит. Додаткових горизонтальних зв’язків у цьому випадку не потрібно.

При значній висоті споруди (понад 18 м від підлоги до низу кроквяної конструкції) і прольотах понад 30 м біля торцевих стін необхідно влаштовувати горизонтальні зв’язки (у вигляді сталевих ферм), які служать опорою для колон фахверка. Ці зв’язки встановлюють або на рівні низу кроквяних конструкцій (рис.2,а), або, що також робиться часто - на рівні верху підкранових балок.

Зв’язки в місцях влаштування світлоаераційних ліхтарів. У прольотах споруд із ліхтарями посередині довжини кроквяних конструкцій (на рівні їх верху) встановлюють сталеві розпірки і, крім того, у двох секціях кожного температурного блоку кроквяні ферми (по верхньому поясу) “розкріплюють” в межах ширини ліхтаря горизонтальними сталевими зв’язками (рис.2,г). Для забезпечення жорсткості ліхтарів у поздовжньому напрямку передбачено вертикальні сталеві зв’язки (рис.2,б).

а)	б)
	Рис.1.Варіанти балочних схем покриття: 1 – під кроквяні конструкції; 2 – кроквяні конструкції; 3 – плити покриття (l=12м); 4 – плити покриття (l=18…24м)
в)
а)	б)
в)	г)
Рис.2. Схема розташування в’язей: 1 – вертикальні в’язі колон; 2 – вертикальні в’язі на опорах (при h>500 мм); 3- розпірки по верху колон (при h>900 мм); 4 – горизонтальні в’язі (по торцях будівлі); 5 і 6 – горизонтальні в’язі і розпірки по верхньому поясу ферм в місцях ліхтарів; 7 – вертикальні в’язі по ліхтарю

Компонування поперечної рами. Поперечна рама одноповерхової каркасної споруди із збірних залізобетонних елементів складається із колон, защемлених у фундаментах, і ригелів, з’єднаних з колонами, переважно, шарнірно. Ригелі в розрахунку приймаються абсолютно жорсткими.

При компонуванні поперечної рами визначають:

- розміри колон по висоті;

- типи колон і розміри перерізів їх елементів;

- прив’язку колон до розбивних осей споруди;

- відстань між осями підкранових шляхів і розбивними осями (l).

- принципову схему вертикальних огороджувальних конструкцій.

Розміри колон по висоті визначають в даному проекті виходячи із заданої відмітки верху кранової рейки = Н₁ (рис.3).

Висота надкранової частини колони (в метрах) визначають за формулою:

Н_в³Н_кр+(h_пб+0,15)+а₂,

де: - Н_кр – габаритний розмір крана (табл.1);

- h_пб – висота підкранової балки; дорівнює 1,4 м при кроці колон 12 м і 1,0 м при кроці колон 6 м;

- 0,15..0,20 м – висота кранової рейки з прокладками;

- а₂ ³0,15 м – зазор між точкою кранового візка і низом залізобетонних кроквяних конструкцій.

Висота підкранової частини колони (в метрах):

Н_н=Н₁-(h_пб+0,15)+а₁,

де а₁ ¾ відстань від підлоги до верху фундаменту (розмір а₁ рекомендовано приймати рівним 0,15).

Повна висота колони – Н_к не повинна бути меншою за суму (Н_в+Н_н) і такою, щоб габаритний розмір споруди Н=Н_к-а₁ (див. рис.3) був кратний модулеві 1,8 м (у курсовому проекті, за узгодженням з керівником, можна приймати розмір Н, кратним меншому модулеві, наприклад, 1,2 м і навіть 0,6 м).

Вибір типу колон. Колони можуть бути суцільними (прямокутного і двотаврового перерізу) або наскрізними (підкранова частина ¾ двовіткова).

Суцільні колони застосовують у спорудах з прольотами до 24 м, обладнаних мостовими кранами вантажопідйомністю до 30 т включно, при висоті від підлоги до головки кранової рейки до 10 м.

Двовіткові колони раціональні при прольотах 30 м і більше, при Н₁ (див. рис.3) більше 10 м, а також при мостових кранах вантажопідйомністю понад 30 т.

Зазначимо, що в уніфікованих конструктивних схемах одноповерхових промислових будинків при Н (див. рис.3) понад 12 м у всіх випадках застосовуються двовіткові колони.

Визначення розмірів перерізів колон. Ширина перерізу колон (b_к), які несуть кранове навантаження, повинна бути не менше 400 мм при кроці колон 6 м і не меншою за 500 мм – при кроці колон 12 м. Крім того, величина b_к (для споруди з мостовими кранами, при наявності вертикальних зв’язків по колонах) повинна призначатися не меншою за 1/25 Н_н.

Висота перерізу надкранових частин (h_в) крайніх колон робиться не меншою 300 мм (зазвичай, не меншою 400 мм), проміжних колон рами – не меншою 500 мм (зазвичай, не менше 600 мм).

Висота перерізів підкранових частин колон (Н_к) приймається рівною не менше (1/9¸1/12)´ H_н.

Розміри перерізів колон рекомендовано призначати кратними 100 мм. Розміри перерізів віток двовіткових колон (у площині рами) можуть бути кратними 50 мм (200, 250, 300, 350 мм). Відстань між осями розпірок двовіткових колон дорівнює 1800¸2500 мм. Призначаючи перерізи колон, можна керуватися вказівками розділу 13 [1].

Прив’язка колон крайніх рядів до поздовжніх розбивних осей може бути (див. рис.3):

– “нульовою” – при кроці колон 6 м, вантажопідйомності кранів до 30 т включно і Н <16,2 т;

– рівною 250 мм – при кроці колон 6 м, вантажопідйомності кранів більше 30 т і Н ³16,2 м, а також у всіх випадках при кроці колон 12 м.

Розмір l визначають по формулі: для зовнішньої колони – l=В+h₂+c-250(0), для внутрішньої колони – l=В+h₂/2+c, і дорівнює 750 мм у спорудах, обладнаних мостовими кранами загального призначення вантажопідйомністю до 50 т включно; 1000 мм при наявності проходу у надкрановій частині колони.

В – габарит крану (табл. 1); с – зазор між краном і внутрішньою гранею колони (≥60 мм); h₂ – ширина перерізу надкранової частини колони; 250 (0) – прив’язка колони.

 

Рис. 3. Визначення висоти колони

 

На стадії компонування поперечної рами необхідно вибрати тип поздовжніх стін (навісні, самонесучі – тільки в опалювальних спорудах), тип стінових панелей, показати на поперечному розрізі схему розташування стінових панелей і смуг засклення по висоті споруди, призначити висоту смуг засклення і висоту стін. При цьому необхідно керуватися вказівками глави 6, 7 [8].

Таблиця 1