Билет 12. Конструктивные решения торцевых стен одноэтажных производственных зданий. Фахверк и ворота.

В одноэтажных производственных зданиях помимо основного каркаса применяют дополнительный – фахверк – каркас стен. Фахверк устанавливается в плоскостях продольных и торцевых стен. Фахверк необходим при большом расстоянии между стойками основного каркаса. Колонны фахверка обеспечивают стенам устойчивость, обеспечивают навеску ригелей для крепления стеновых панелей.

Ж/б колонны торцевого фахверка

 

Колонны фахверка устанавливаются, чаще всего, с шагом 6м. Верхняя часть колонны закрепляется в уровне перекрытия гибкими связями. Колонны фахверка устанавливаются на собственный фундамент.

Ворота. Ворота классифицируются по своему назначению, по количеству полотен-створок (одно и двустворные, многостворные), по способу открывания створок (распашные, раздвижные, подъемные, шторные).

Распашные ворота имеют наиболее простую конструкцию и широкое распространение. По ширине размер распашных ворот принимается не более 4.7м.

Раздвижные ворота применяют при больших размерах проемов и отсутствием места для открывания распашных. Створки ворот выполняются с верхней навеской, т.е. с роликами, опирающимися на рельс, расположенный вверху проема.

Подъемные ворота занимают минимальную площадь при открывании, но их устройство значительно сложнее по механическим приспособлениям и конструкциям.

Билет 13. Плоскостные распорные системы несущего остова одноэтажного большепролетного здания: примеры, особенности, примерные соотношения параметров сечения несущих элементов к пролетам, обеспечение жесткости.

В распорных конструкциях покрытий на опорах помимо вертикальных реакций, под действием собственной массы конструкции, возникают и горизонтальные реакции, называемые распором.

Основные распорные конструкции – арки и рамы.

Рамы могут быть разнообразного очертания, однако чаще всего в строительстве применяются рамы П-образного очертания.

Арки чаще всего проектируют кругового очертания (так как такие арки выполняются просто как в монолитном, так и в сборном вариантах), также арки могут быть параболическими, эллиптическими, а также на основе кривых, состоящих из разных радиусов.

Различают рамы и арки:

1.Бесшарнирные (проектируют только на надежных основаниях, так как они особенно чувствительны к неравномерной осадке грунтов)

2. Двухшарнирные - с шарнирным опиранием на фундамент (менее чувствительны к неравномерным осадкам, однако распор, по ср. с бесшарнирными, больше)

3. Трехшарнирные - шарнирное опирание на опоры + шарнир посередине пролета (еще менее чувствительны к неравномерным осадкам, однако распор больше, чем у двухшарнирных и бесшарнирных)

Преимущество двух и трехшарнирных рам и арок в том, что их можно изготавливать заранее из двух одинаковых частей и монтировать простым соединением шарниров.

Арки и Рамы (круговые и П-образные) имеют постоянное сечение только в бесшарнирном варианте, при наличии шарниров высота сечения уменьшается у шарниров в 2.3 раза (см. Таблицу)

Распорные конструкции требуют особого вида фундамента: чем больше распор, тем больше фундамент должен быть развит во внешнюю сторону.

Способы восприятия (уменьшения) распора:

1. консольные выносы, расположенные в продолжении ригелей и загруженные соответствующим образом - таким решением можно почти полностью избавиться от распора и проектировать фундаменты как под обычную безраспорную конструкцию.

2. Затяжки - безраспорности арки можно полностью достигнуть, соединив ее опоры металлической затяжкой, которую обычно располагают под уровнем пола

Арки и рамы обладают достаточной жесткостью в своей плоскости, в другом направлении жесткость всей системы в целом обеспечивается при помощи включения связей в каждом продольном ряду вертикальных опор. Горизонтальные связи устраиваются в поперечном направлении в начале и конце температурного отсека, В криволинейных арках жесткость достигается путем замоноличивания плит покрытия криволинейного очертания.

Также к распорным конструкциям покрытия может быть отнесен свод – как разновидность арок большой ширины.

Наиболее простая конструкция – гладкий цилиндрический свод. Опирающийся по всей длине на фундамент, более прогрессивный тип цилиндрического свода – ребристый.

Несущие элементы ребристого свода: арки и продольные ребра, являющиеся связями, между ребрами устанавливаются однотипные ж/б плиты

Комбинируя цилиндрические своды можно получить сомкнутый свод, многогранный купол, крестовый свод.

Возможны сл.способы погашения распора:

1. Контрфорсы

2. Затяжки
1 4. Рамные конструкции одноэтажных производственных зданий: конструктивные схемы, материалы, сечения элементов, обеспечение устойчивости.

Рамные схемы несущего остова образуются вертикальными несущими элементами, на которые, в свою очередь, опираются несущие элементы покрытия – ригели рам. В зависимости от функционального назначения здания, материалов основных несущих конструкций и конструктивной системы рамы имеют жёсткое или шарнирное сопряжение горизонтальных элементов с вертикальными.

Наиболее распространённое конструктивное решение одноэтажных промышленных зданий – схема (рис. II.2,б) с шарнирным соединением ригеля рамы и колонн и жёсткой заделкой колонн в фундаменты (двухшарнирная система). Другие схемы поперечной несущей конструкции здания, например двухшарнирная схема с шарнирами в месте опирания колонн на фундаменты (рис. II.2, в) или трехшарнирная (рис. II.2, а), применяются реже. Жесткое сопряжение ригеля рамы с колоннами – бесшарнирная схема (рис. II.2, г) – применяется главным образом в цельнометаллических каркасах.

Каркасы одноэтажных промышленных зданий могут выполняться в железобетоне, металле и дереве.

Преимущественное применение имеют железобетонные каркасы, в которых при пролётах до 18 м включительно в качестве ригелей целесообразно использовать двускатные железобетонные балки таврового и двутаврового поперечного сечения, а при пролётах 24, 30 и 36 м – фермы сегментного, трапециевидного очертания и с параллельными поясами. Железобетонные рамы с жёсткими узлами применяются для пролётов до 48 м, причём редко из-за сложности, и они не экономичнее шарнирных. Высота сечения ригеля рамы принимается равной 1/20-1/25 пролёта, высота сечения стойки в месте её примыкания к ригелю – такой же или несколько меньшей. Для ригеля и стойки целесообразно принимать двутавровые сечения. Для удобства транспортировки железобетонная рама при изготовлении расчленяется на несколько элементов. Стыки элементов устраиваются либо в местах соединения ригеля со стойками (рис. II.72, а), либо в местах нулевых изгибающих моментов от постоянной нагрузки (рис. II.72, б). использование стальных каркасов.

При пролётах более 18 м ригели проектируются сквозными в виде ферм с целью экономии материалов.

При больших нагрузках и значительных пролётах, а также при мостовых кранах большой грузоподъёмности следует переходить на Пролёты металлических рам могут достигать 100 м. Высота ригеля в металлических рамах принимается 1/15-1/25 от пролёта. Решетка рамных конструкций и сечение их элементов, так же как и система жёстких пространственных связей, не отличаются от решений, применяемых для обычных стропильных ферм. Металлический каркас – это единая жёсткая рамная система.

Широкое применение в одноэтажных промышленных зданиях находят поперечные рамы смешанной конструкции: колонны – железобетонные; ригели – металлические. Достоинством таких смешанных каркасов является меньшая стоимость, большая надежность эксплуатации при воздействии высоких температур и агрессивных сред.

В деревянных конструкциях применение рамных систем вполне возможно, но в промышленном строительстве деревянные стойки применяются мало ввиду их низкой капитальности и лёгкой повреждаемости. По статической схеме деревянные рамы конструируются трёхшарнирными и двухшарнирными. Трёхшарнирные рамы выполняются сквозными сплошными клеёными, состоящими из дощатого пакета прямоугольного или двутаврового сечения, а также двутаврового сечения с фанерной или перекрёстной стенкой. Высота ригеля рамы принимается 1/10-1/12 пролёта для сквозных и 1/15-1/25 пролёта для сплошных сечений.

Устойчивость. Основными связями, обеспечивающими общую устойчивость пространственного каркаса в продольном направлении, являются связи между колоннами каркаса. Вертикальные связи между колоннами совместно с защемлёнными в фундаменте колоннами обеспечивают геометрическую неизменяемость системы, воспринимают давление ветра на торец здания и продольные тормозные усилия от мостовых кранов.

Пространственная жёсткость и устойчивость каркасов обеспечиваются структурной системой связей, поставленных в пределах блока покрытия и в пределах высоты колонны каркаса.

Вертикальные связи раскосного типа (рис. 9.2, а) вида работают на растяжение и сжатие и уступают по расходу металла связям крестового (рис. 9.2, б) вида. Но они проще в изготовлении и монтаже. Крестовые связи работают только на растяжение, поэтому их проектируют из одиночных профилей – уголков, швеллеров и труб. При шаге колонн 12 м и более целесообразно применение связей портального типа, как более жёстких и экономичных по расходу материала.