Содержание
5. Железобетонные каркасы одноэтажных промышленных зданий. (п)
Каркас
здания состоит из фундаментов,
фундаментных балок, колонн, несущих
элементов докрытая, подкрановых балок
и связей (рис.70).
Рис.
70. Основные элементы одноэтажного
промышленного здания: 1 — столбчатые
фундаменты; 2 — фундаментные балки; 3 —
колонны;
4- подкрановые балки; 5- фермы; 6 — плиты
покрытия; 7 — фонарь; 8 — окна; 9 — стены; 10
— связи.
Каркасы
выполняют из сборных железобетонных
элементов. В зданиях с большими пролетами
и высотой при грузоподъемности
мостовых кранов 50 т и более, а также
в особых условиях строительства
и эксплуатации допускаются стальные
каркасы. В ряде случаев применяются
смешанные каркасы.
При
выборе материалов необходимо учитывать
размеры пролетов и шага колонн, высоту
здания, величину и характер действующих
на каркас нагрузок, наличие агрессивных
факторов, требования огнестойкости,
долговечности и технико-экономические
обоснования.
Каркас
промышленного здания подвергается
сложному комплексу силовых и несиловых
воздействий. Силовые воздействия
возникают от постоянных и временных
нагрузок (собственная масса конструкций,
снег, ветер, люди, эксплуатационное
оборудование, грузоподъемные
устройства и т. д.). В связи с этим элементы
каркаса должны отвечать требованиям
прочности и устойчивости.
Несиловые
воздействия образуются от влияния
внешней и внутренней среды в виде
положительных и отрицательных
температур, пара, содержащихся в воздухе
химических веществ, действия минеральных
масел, кислот и т. д. Элементы каркаса
должны обладать термостойкостью,
влагостойкостью и биостойкостью.
Типовым
решением при конструировании сборного
железобетонного каркаса одноэтажного
промышленного здания является применение
поперечных рам из сборных железобетонных
колонн и несущих элементов покрытия
(балок или ферм) и продольных элементов
в виде фундаментных, подкрановых и
обвязочных балок, плит покрытия и связей.
Соединение несущих элементов покрытия
с колоннами в этом случае принято
шарнирным. Это позволяет осуществить
независимую типизацию балок, ферм и
колонн, так как при шарнирном соединении
нагрузка, приложенная, к одному из
элементов, не вызывает изгибающего
момента в другом. Достигается высокая
степень универсальности элементов
каркаса, возможность их использования
для различных решений и типов несущих
элементов покрытия. Кроме того, шарнирное
соединение колонн, балок и ферм
конструктивно значительно проще
жесткого, тем самым облегчается
изготовление и монтаж конструкций.
В
каркасах большой протяженности устраивают
температурные швы, расчленяющие
каркас на отдельные участки,
называемые температурными блоками.
Каждый температурный блок должен
иметь длину не более 72 м, ширину не более
144м и обладать самостоятельной
пространственной
жесткостью.
Плоские
несущие конструкции покрытий.
К
ним относят балки, фермы, арки
и подстропильные конструкции. Несущие
конструкции покрытия изготовляют
из сборного железобетона, стали,
дерева. Тип несущих конструкций
покрытия назначают в зависимости
от конкретных условий – величины
перекрываемых
пролетов, действующих
нагрузок, вида производства, наличия
строительной базы и др.
Железобетонные
балки покрытий. В
качестве несущих конструкций в ряде
случаев используют железобетонные
предварительно напряженные балки
пролетом до 12 м для односкатных и
малоуклонных покрытий, двускатные
решетчатые пролетом 12 и 18 м (рис. 16.10, а
–
в)
–
при наличии подвесных монорельсов и
кран-балок. Односкатные
балки предназначены для зданий
с наружным водоотводом, двускатные
можно применять в зданиях как
с наружным, так и внутренним водоотводом.
Уширенную опорную часть
балки (рис. 16.10, г)
прикрепляют
к колонне шарнирно посредством анкерных
болтов, выпущенных из колонн
и проходящих через опорный лист,
приваренный к балке.
Железобетонные
фермы и арки покрытий.
Очертание
фермы покрытия зависит
от вида кровли, расположения и
формы фонаря и общей компоновки покрытия.
Для зданий пролетом 18 м и более
применяют железобетонные предварительно
напряженные фермы из
бетона марки 400, 500 и 600. Фермы предпочтительнее
балок при наличии различных
санитарно-технических и технологических
сетей, удобно располагаемых
в межферменном пространстве, и при
значительных нагрузках от подвесного
транспорта и покрытия.
В
зависимости от очертания верхнего
пояса различают фермы сегментные,
арочные, с параллельными поясами и
треугольные.
Для
пролетов 18 и 24 м применяют раскосные
фермы сегментного очертания
(рис. 16,11, б), а также типовые безраскосные
фермы при скатной и малоуклонной кровлях
(рис. 16.11, а). Последние
обладают определенными преимуществами
(удобный пропуск коммуникаций,
особенности технологии
изготовления).
Фермы
с параллельными поясами использованы
главным образом на многих
действующих предприятиях при
пролетах зданий 18 и 24 м и шаге 6 и 12 м. В
некоторых случаях для покрытия
большепролетных производственных
зданий применяют сборные железобетонные
арочные конструкции. По
конструктивной схеме арки разделяют
на двухшарнирные (с шарнирными
опорами), трехшарнирные (имеющие
шарниры в ключе и на опорах) и
бесшарнирные.
Железобетонный каркас одноэтажных промышленых зданий
ПЛАН
ЛЕКЦИИ.
Железобетонный
каркас ОПЗКонструктивные
элементы железобетонного каркаса ОПЗФундаменты.
Фундаментные балки.Колонны
Подкрановые балки
Обвязочные балки.
Связи
по колоннам, фермам.
Железобетонные
каркасы одноэтажных промышленных зданий
проектируют как плоскостные стоечно-балочные
системы, монтируемые из сборных
железобетонных элементов заводского
изготовления. Они должны обладать
необходимой прочностью и пространственной
устойчивостью.
Сборный
вариант железобетонного каркаса
одноэтажного здания состоит из поперечных
рам, объединенных в пространственную
систему продольными конструктивными
элементами – фундаментными, подкрановыми
и обвязочными балками, несущими
конструкциями ограждающей части покрытия
и специальными связями (между стойками
и между несущими конструкциями покрытия)
(рис. 5.1, 5.2, 5.3).
Рис.
5.1. Железобетонный каркас со стропильными
фермами: 1 – фундамент; 2 – колонна; 3 –
подстропильная ферма; 4 – стропильная
ферма; 5 – температурный шов; 6 – плита
покрытия; 7 – утеплитель по пароизоляции;
8 – стяжка; 9 – кровельный ковер; 10 –
стеновая панель; 11- простеночная панель;
12 – окно; 13 – подкрановая балка; 14 –
фундаментная балка; 15 – связи по колоннам.
Рис.5.2.
Железобетонный каркас со стропильными
балками:
1
– фундамент; 2 – колонна; 3 – подстропильная
балка; 4 – стропильная балка; 5 – стойка
фахверка.
В поперечном
направлении прочность
и устойчивость обеспечиваются системой
одно- или многопролетных рам, стойки
которых чаще всего жестко защемлены в
фундамент, а вверху имеют шарнирную
связь с несущими элементами покрытия
– ригелями (рис. 5.1, 5.2). Шарнирное крепление
вверху обусловлено тем, что обеспечить
жесткую связь ригеля с колонной
значительно сложнее, чем шарнирную, и,
кроме того, возникают большие возможности
типизации элементов каркаса.
В продольную
раму каркаса
включаются все колонны поперечных рам
температурного блока, находящиеся на
одной оси, с расположенными по ним
подкрановыми балками или распорками и
вертикальными связями, установленными
между колоннами (рис. 5.1). На устойчивость
каркаса в продольном направлении
оказывают влияние высота здания, наличие
мостовых кранов, а также высота несущего
элемента покрытия (ригеля) на опоре. Для
придания покрытию свойств жесткого
диска, обеспечивающего равномерное
распределение горизонтальных усилий,
возникающих при ветре и торможении
мостовых кранов, железобетонные настилы,
укладываемые по ригелям рам температурного
блока, привариваются к их верхнему
поясу. Швы между настилами замоноличиваются.
Членение каркаса
на конструктивные элементы производится
с таким расчетом, чтобы общее их количество
и количество монтажных стыков были
возможно меньшими, сечение экономичным,
а изготовление, транспортировка и монтаж
технологичны и удобны. Поэтому традиционное
решение каркаса включает: фундаменты
под колонны; фундаментные балки; колонны;
подкрановые балки; подстропильные и
стропильные конструкции; обвязочные
балки, связи (рис.5.1 и 5.2). В зависимости
от характера производства, вида
внутрицехового транспорта, сетки колонн,
характера ограждающих конструкций
некоторые из перечисленных элементов
могут отсутствовать или появляться
дополнительные.
В интересах
сокращения количества монтажных единиц
и снижения материалоемкости каркаса
могут применяться длинномерные настилы
покрытия. Для их укладки непосредственно
по колоннам крайних и средних рядов
(рис. 5.3) используют ригели, играющие
роль подстропильных конструкций.
Рис.
5.3. Железобетонный каркас с плитами на
«пролет»:
1
– фундамент; 2 – колонна; 3 – ригель; 4 –
длинномерный настил; 5 – светоаэрационный
фонарь; 6 – крановый рельс.
Совет штата Калифорния по контролю за водными ресурсами
Страница, которую вы просматриваете
поскольку, возможно, был перемещен. Вот несколько рекомендуемых ссылок.
Если у вас есть другие вопросы или вам нужна помощь с нашим веб-сайтом, отправьте электронное письмо веб-мастеру по адресу: [email protected]
.
- Госводнадзор Домашняя страница
- Домашняя страница питьевой воды
- Финансирование финансовой помощи — Домашняя страница грантов и займов
- Домашняя страница по правам на воду
- Домашняя страница качества воды
- Карта управления водного хозяйства штата и региона
- State Water Board Ключевые слова для поиска Страница
- Домашние страницы регионального управления водного хозяйства:
- Северное побережье (регион 1)
- Залив Сан-Франциско (регион 2)
- Центральное побережье (регион 3)
- Лос-Анджелес (регион 4)
- Центральная долина (регион 5)
- Лахонтан (6-й регион)
- Река Колорадо (регион 7)
- Санта-Ана (район 8)
- Сан-Диего (регион 9)
- Публичные уведомления, петиции и документы для общественного обсуждения
- Пресс-центр
- Подписки по электронной почте
- Данные и базы данных
- Горячие темы
- Публикации и формы, включая имеющиеся документы, формы и информационные бюллетени
- Обновление стратегического плана советов по водным ресурсам
- Настольный календарь | Видеозапись заседания совета директоров | Прямые трансляции открытых собраний
- Встречи, слушания, семинары, повестки дня и протоколы
- Постановления, приказы и решения Государственного управления водного хозяйства
- Постановления
- Приказы о качестве воды
- Решения о правах на воду
- Решения отдела по правам на воду
- Приказы о правах на воду
- Предварительный (проект) приказа Государственного управления водного хозяйства
- Программы Государственного управления водного хозяйства
- Сельское хозяйство
- Программы выращивания каннабиса
- Сертификация
- Чистые пляжи/океанские программы
- Очистка
- Данные и базы данных
- Питьевая вода
- Засуха
- Образование и работа с общественностью
- Финансирование
- Подземные воды
- Загрязненные водные объекты
- Мониторинг
- Разрешение/лицензирование
- Работа с общественностью
- Сток/ливневая вода
- Резервуары для хранения (надземные и подземные)
- Земснаряд для добычи полезных ископаемых
- Сточные воды
- Удаление отходов
- Повторное использование воды
- Права на воду (включая дельту залива)
- Оценка качества воды
- Водораздел
- Политика защиты водно-болотных угодий и прибрежных территорий
- Другие поддерживаемые нами программы
- CWQMC — Калифорнийский совет по мониторингу качества воды (My Water Quality)
- SMBRC — Комиссия по восстановлению залива Санта-Моника
ЗАПИСКА НА ЛЕКЦИЮ ESDEP [WG1B]
ЗАПИСКА НА ЛЕКЦИЮ ESDEP [WG1B]
Предыдущий | Далее | Содержание
ESDEP WG 1B
СТАЛЬНАЯ КОНСТРУКЦИЯ:
ВВЕДЕНИЕ В КОНСТРУКЦИЮ
ЦЕЛЬ/ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ
Описать причины использования стали и представить общие формы конструкций промышленных зданий.
ПРЕДПОСЫЛКИ
Нет.
РОДСТВЕННЫЕ ЛЕКЦИИ
Лекция 1A.1: Европейская строительная промышленность
Лекция 1B.2.1: Философия дизайна
Лекция 1B.3: Предыстория загрузки
Лекция 7.12: Фермы и решетчатые фермы
Лекция 14.1.1: Одноэтажные здания: введение и основная конструкция
Лекция 14.1.2: Одноэтажные здания: оболочка и вспомогательная конструкция
Лекция 14.2: Анализ портальных рам: Введение и анализ эластичности
Лекция 14.3: Анализ портальных рам: Анализ пластичности
ОБЗОР
Обсуждаются причины широкого применения стали для промышленных зданий. К преимуществам стали относятся ее высокое соотношение прочности и веса, скорость возведения и легкость расширения. Сталь используется не только для элементов, но и для облицовки.
Описаны распространенные типы структуры. К таким типам относятся портальная рама, решетчатая балка и ферменная конструкция. Показано, что общая стабильность достигается легко. Представлено большое разнообразие профилей, используемых в промышленных зданиях. Определены возможные подходы к глобальному анализу.
Существует большое разнообразие типов зданий, начиная от крупных сооружений, таких как электростанции и перерабатывающие заводы, и заканчивая небольшими производственными единицами для высококачественных товаров.
Наиболее распространенным типом является простая прямоугольная конструкция (рис. 1), как правило, одноэтажная, которая обеспечивает защищенное от непогоды и экологически комфортное пространство для производства или хранения. Первоначальная стоимость всегда является первостепенным соображением, но в рамках разумного бюджета можно построить здание с хорошим внешним видом и умеренными требованиями к обслуживанию. Хотя простота расширения и гибкость желательны, первоначальная стоимость обычно ограничивает возможности, которые могут быть с пользой включены в проект для этих потенциальных требований. Несмотря на то, что экономия на стоимости конкретных будущих модификаций может быть достигнута за счет соответствующих мер, например, за счет отказа от использования специальных двускатных рам (рис. 2), изменения в производственных процессах или использовании здания могут изменить требуемые модификации.
Когда из соображений престижа бюджет более либерален, сложная форма плана или необычное структурное устройство могут обеспечить здание, имеющее архитектурное значение.
Несмотря на то, что многие черты являются общими для всех промышленных зданий, эта лекция посвящена в основном одноэтажным зданиям простой конструкции и формы.
По сравнению с другими материалами, особенно с армированным или предварительно напряженным бетоном, сталь имеет значительные преимущества. Его высокое отношение прочности к весу и высокая прочность на растяжение и сжатие позволяют стальным зданиям иметь относительно легкую конструкцию. Поэтому сталь является наиболее подходящим материалом для крыш с большим пролетом, где собственный вес имеет первостепенное значение. Стальные здания также могут быть модифицированы для расширения или изменения использования из-за легкости, с которой стальные секции могут быть присоединены к существующим работам.
Мало того, что сталь является универсальным материалом для конструкции здания, было разработано множество различных облицовочных материалов с использованием прочности, развиваемой путем складывания тонких листов в профилированную форму (рис. 3). Утепленные облицовочные системы со специальными покрытиями в настоящее время широко используются для облицовки кровли и боковых стен. Они имеют хороший внешний вид и долговечность, а также способны быстро фиксироваться в нужном положении.
Конструкция стального здания, особенно промышленного здания, быстро возводится и обшивается, образуя атмосферостойкую оболочку, которая позволяет на ранней стадии укладывать пол, устанавливать коммуникации и внутреннюю отделку. Поскольку график строительства всегда привязан к самой ранней дате передачи, установленной производственным планированием, время, сэкономленное на строительстве, обычно очень ценно.
В сухом закрытом помещении сталь не ржавеет, и защита от коррозии нужна только на период монтажа. Для других сред доступны системы защиты, которые, в зависимости от стоимости и надлежащего обслуживания, адекватно предотвращают коррозию.
Одноэтажные промышленные здания обычно освобождаются от требований структурной противопожарной защиты. Распространение огня за пределы здания не должно происходить в результате обрушения конструкции. Это требование может быть выполнено за счет противопожарных стен и за счет ограничения, которое возникает на практике между основаниями и колоннами, которые они поддерживают.
Потенциальный владелец может иметь подробное техническое задание, основанное на строительстве промышленных предприятий в другом месте. Чаще всего владельцу помогают в выборе подходящего здания путем заполнения подробного списка требований, чтобы можно было подготовить краткое описание проекта. Сначала должны быть определены первоначальные варианты в отношении предпочтительного местоположения, приобретения участка и экологических требований. Затем необходимо определить основные размеры, технологический процесс, компоновку установки, потребности в фундаменте, системы обработки, естественное освещение, контроль окружающей среды, маршруты обслуживания, уровень персонала и доступ.
Предварительный выбор должен быть сделан между зданием, специально спроектированным для владельца, новым заводом, в основном построенным из стандартных конструктивных элементов, или адаптацией существующего здания. Последняя может быть либо передовой единицей, построенной как спекулятивная застройка, либо освобожденной единицей.
Расположение внутренних колонн и внутренней высоты всегда важны, и только рассмотрение этих требований может определить выбор. Преимущество свободы планировать здание в соответствии с требованиями и возможностью будущего развития очень ценно. Однако, если нет исключительных причин, таких как постоянство конкретного использования, неразумно проектировать промышленное здание исключительно для одного процесса, поскольку особенности, соответствующие этому процессу, могут затруднить перепланировку.
Из-за своей экономичности наиболее широко используемой формой здания является портальная рама с одной или несколькими скатными крышами на основе шпилек, обычно с пролетом 20–30 м с шагом 6 м (рис. 4). Для элементов обычно используют горячекатаные двутавровые, сварные или холодногнутые профили.
В последние годы все чаще используются сварные профили. Это увеличение является результатом прогресса, достигнутого в автоматизации сварки, и способности адаптировать поперечное сечение к внутренним силам.
Поскольку внутренние колонны стерилизуют значительное пространство вокруг себя, расстояние между ними может быть увеличено за счет использования хребтовых двутавровых балок для поддержки портальных стропил. Для этого типа кровли обшивка обычно представляет собой утепленный металлический настил, который также может использоваться для верхних боковых стен. Дневной свет обеспечивается светопрозрачным профнастилом в кровле.
При использовании горячекатаных профилей на карнизе и коньке обычно делают вуты (рис. 5). Эти выступы углубляют общую секцию, тем самым уменьшая усилия болтов. За счет удлинения изогнутых участков вдоль стропила рама также укрепляется и становится жесткой.
Решетчатые балки
(рис. 6) легче, чем стропила портальной рамы для более широких пролетов, но дополнительное качество изготовления увеличивает затраты на изготовление. Основываясь только на конструктивных требованиях, решетчатые системы, вероятно, будут экономически эффективными для пролетов более 20 м. Фермы крыши также могут использоваться для конструкций, поддерживающих тяжелые краны (рис. 7).
Для решетчатых балок и стропильных ферм можно использовать широкий спектр конструктивных профилей, включая одинарные уголки, углы, встречно расположенные друг к другу, тройники, двутавровые профили или полые профили (рис. 8). Для легких нагрузок в качестве стрел можно использовать холодногнутые профили с арматурными стержнями в качестве элементов стенки (рис. 9).).
Недостатки многопролетных скатных крыш заключаются в том, что требуются внутренние водосточные желоба и отвод дождевой воды, которые являются возможным источником протечек, а также затруднен доступ к растениям, установленным снаружи на крыше.
Наиболее универсальной формой крыши является номинально плоская крыша, покрытая изоляционной мембраной на металлическом настиле (рис. 10). Эта форма дает большую свободу в плане формы и устраняет необходимость во внутренних водосточных желобах, хотя может потребоваться некоторый внутренний отвод дождевой воды, если площадь крыши большая. Установка и защита от атмосферных воздействий внешней установки на крыше осуществляется просто, и к ней можно легко получить доступ.
Плоские крыши могут поддерживаться катаными или холодногнутыми прогонами на главных двутавровых балках или решетчатых фермах. Для небольших конструкций настил может проходить непосредственно от одной рамы к другой, без необходимости в прогонах.
Когда коммуникации обширны и на крыше много внешних агрегатов, для плоских крыш могут очень подойти зубчатые балки или двухслойные решетчатые пространственные рамы (рис. 11 и 12). Двусторонняя сетка распределяет локальные нагрузки лучше, чем любая другая конструктивная форма. Поддержка настила крыши обеспечивается непосредственно верхним слоем, а поддержка коммуникаций — нижним слоем сетки. Зубчатые балки имеют значительно больший момент сопротивления, чем двутавровые.
Обеспечить дневное освещение на плоских крышах дорого, так как необходимо использовать либо купольные, либо мониторные светильники. Плоские крыши наиболее распространены в отраслях, где требования к дневному освещению минимальны.
Необходимо установить нагрузки, действующие на конструкцию, и определить пути прохождения нагрузки от облицовки к прогонам и боковым балкам, через основные рамы к фундаментам. Нагрузки могут возникать от статической нагрузки, ветровой нагрузки и снеговой нагрузки, а иногда и от кранов или ударов, вызванных вилочными погрузчиками.
Общая устойчивость простых одноэтажных промышленных зданий к горизонтальной нагрузке обычно достигается легко. Одной из привлекательных черт зданий с портальным каркасом является то, что устойчивость в плоскости вытекает из жесткости соединений каркаса. Таким образом, стабилизирующие связи между порталами требуются только вместе с соответствующими связями стропил в плоскости крыши.
Для коротких зданий может быть достаточно крепления в одном торцевом пролете. Для более длинных зданий может потребоваться крепление двух или более пролетов.
Раскос стропил сам по себе обеспечивает фиксацию оголовков фронтонных стоек. Раскосные концевые пролеты обеспечивают точки крепления, к которым крепятся продольные стабилизирующие связи стропил, которые обычно представляют собой прогоны. При возведении раскосы облегчают опалубку и квадратуру здания, а также обеспечивают необходимую устойчивость.
Для рам с решетчатыми балками (рис. 6) устойчивость в плоскости может быть обеспечена за счет соединения верхней и нижней балок с колонной.
Если в здании есть фермы крыши (Рисунок 7) или если к колонне присоединены только верхние балки решетчатых ферм (Рисунок 13), рама эффективно закрепляется на уровне карниза. Для обеспечения устойчивости в плоскости следует либо закрепить основания колонн, либо предусмотреть продольные фермы в плоскости крыши.
(Рисунок 14). Эти балки проходят между концами фронтона, которые должны быть соответствующим образом закреплены. Если здание длинное или разделено деформационными швами, продольная распорка может быть нецелесообразна, и колонны должны иметь фиксированные основания.
Здания, использующие решетчатые фермы или ферменные крыши, также нуждаются в раскреплении для обеспечения продольной устойчивости.
Элементы жесткости для промышленных зданий обычно используют круглые полые профили, стержни или уголки.
При наличии крана требования к устойчивости требуют дальнейшего изучения, поскольку продольная и поперечная вибрация крана увеличивает усилия в системах связей.
Структуру можно рассматривать как двухмерную или трехмерную систему.
Распорные системы анализируются как шарнирные. При использовании поперечных связей, например, в вертикальных связях, эффективными считаются только растянутые элементы (сжатые элементы считаются неэффективными из-за потери устойчивости).
Выбор метода общего расчета, пластического или упругого, портальных рам в предельных состояниях зависит от класса поперечного сечения.
Пример механизма пластического складывания рамы с ветками приведен на рисунке 15. Здания с кранами всегда следует анализировать на упругость. Анализ упругости всегда следует использовать для определения прогибов под эксплуатационной нагрузкой.
- Стальные конструкции широко используются для промышленных зданий, включая конструктивные элементы (такие как рамы, прогоны, боковые перила) и системы облицовки.
- Общая устойчивость достигается за счет жесткости соединений и использования систем крепления.
- Здания могут быть проанализированы с использованием 2-D или 3-D моделирования и упругого или пластического анализа, в зависимости от их поперечных сечений.
- Для конструкционных элементов доступен широкий выбор горячекатаных профилей. Больше гибкости можно получить, используя сварные секции.