Стальные каркасы одноэтажных промышленных зданий. Колонны промышленных зданий

Стальные каркасы одноэтажных промышленных зданий

Стальные каркасы одноэтажных промышленных зданий

Стальные каркасы применяются при строительстве крупных цехов с большими пролетами, главным обра­зом, в тяжелой промышленности и имеют конструктив­ную схему, аналогичную железобетонным. В настоящее время нашей промышленностью освоены экономичные виды стального проката, применение которых в промыш­ленном строительстве способствует снижению массы зданий и обеспечивает индустриализацию строительства.

Особенно рациональны стальные каркасы для про­мышленных зданий, возводимых в труднодоступных районах или при значительном удалении объектов строи­тельства от производственных баз, что определяется от­носительно малой массой стальных конструкций.

Необходимо отметить, что применение стальных кон­струкций позволяет сократить сроки возведения зданий, а это предопределяет не только удешевление строитель­ства, но и быстрейшее введение в эксплуатацию произ­водственных мощностей.

Стальной каркас одноэтажных зданий состоит из тех же элементов, что и железобетонный.

В стальных колоннах различают: верхнюю часть - оголовок,на который опираются вышележащие конст­рукции;стержень - основную часть колонны, передаю­щую нагрузку сверху вниз;базу (башмак) - нижнюю часть колонны, передающую нагрузку от стержня на фундамент.

Стальные колонны по конструкции бывают сплошные и сквозные (рис. 83).Сплошные колонны применяют, как правило, при больших нагрузках и небольших высо­тах. Наиболее простая сплошная колонна получается из одногопрокатногодвутавра. Недостатком ее является относительно небольшая боковая жесткость. Наиболее распространены составные двутавровые сечения из прокатных профилей или листов, сваренных между со­бой по всей высоте.Сквозные (решетчатые) колонны применяют при больших высотах здания. Состоят они из отдельных ветвей, соединенных раскосами или план­ками.

Стальные колонны могут быть постоянного сечения (рис. 83,а), ступенчатые(рис. 83,6) и раздельного ти­па(рис. 83, в).

Рис. 83. Типы стальных колонн: а - постоянного сечения; б -ступенчатая; в -раздельная

В колоннах постоянного сечения нагрузку от мосто­вых кранов передают на стержень колонны посредством консолей, на которые опираются подкрановыебалки. Такие колонны применяют при кранах грузоподъем­ностью до 20 т.

Ступенчатые колонны наиболее распространены. Под­крановая часть таких колонн состоит из двух ветвей, со­единенных решеткой, а надколонник - из одной ветви. В средних колоннах обе ветви подкраной части проек­тируются из двутавров, в крайних - наружная ветвь для удобства сопряжения со стеной состоит изшвеллераили двух уголков, соединенных листом.

Колонна раздельного типа состоит из двух ветвей {шатровой и подкрановой), соединенных между собой, но раздельно воспринимающих нагрузку от шатра (по­крытия) и крана.

Стальные колонны крепятся к фундаменту с по­мощью башмака (рис. 84).Основной частью каждого башмака является стальная строганая плита (опорный лист) толщиной 40... 75 мм, на которую фрезерованным торцом опирается колонна. В сильно нагруженных ко­лоннах для равномерной передачи давления на опор­ную плиту устанавливают траверсы и ребра.

Рис. 84. Базы стальных колонн а - шарнирная; б - жесткая

Башмак крепят к фундаменту анкерными болтами. Верхнюю плоскость фундамента располагают так, чтобы башмаки не выступали выше уровня пола и не мешали передвижению по цеху. Башмаки и нижние части ко­лонн, соприкасающиеся с землей, во избежание корро­зии покрывают бетоном.

Для опирания наружных стен между фундаментами укладывают, как и при железобетонном каркасе, фун­даментные балки.

Ю. М. Соловей  Основы строительного дела. - М.: Стройиздат, 1989г. - 429с.

studfiles.net

Стальные колонны

Стальные колонны одноэтажных зданий имеют постоянное и переменное сечения по высоте. Кроме того, колонны делят на сплошного, сквозного и смешанного типов сечений. В смешанном типе колонн надкрановая часть имеет сплошное сечение (в виде одного профиля), а подкрановая – сквозное (в виде двух профилей, соединенных решеткой).

В зданиях бескрановых и с кранами грузоподъемностью до 200 кН высотой до 8.4 м применяют стальные унифицированные колонны постоянного сечения из сварных двутавров с высотой стенки 400 и 630 мм (рис.1а, б). В бескрановых зданиях высотой Н = 9.6 – 18 м используют колонны двухветвевые (рис.1б).

В зданиях высотой 10.8 – 18.0 м, оборудованных кранами грузоподъемностью до 500 кН используют унифицированные двухветвевые колонны ступенчатого очертания, состоящие из двух частей: подкрановой (решетчатой) и надкрановой (из сварного двутавра) (рис.2).

Для зданий, имеющих высоту более 18 м и оборудованных кранами грузоподъемностью 750 кН и более, стальные колонны проектируют индивидуально.

Двухветвевые колонны по типам сечения ветвей проектируют в трех вариантах:

1. При ширине сечения до 400 мм – наружная и подкрановая ветви из прокатных швеллера и двутавра, соответственно;

2. При ширине сечения 400 – 600 мм – наружная ветвь из гнутого швеллера, подкрановая – из прокатного двутавра;

3. При ширине сечения более 600 мм – наружная ветвь из

гнутого швеллера, подкрановая - из сварного двутавра.

Надкрановая часть колонны проектируется из сварного двутавра с высотой стенки 400 мм в крайних и 710 мм – в средних колоннах.

аб в

б

г

а – для бескрановых зданий высотой до 8.4 м;

б - для бескрановых зданий высотой 9.6 -18 м;

в – для зданий с опорными мостовыми кранами грузоподъемностью до 200 кН;

г - средняя колонна

постоянного сечения из сварных двутавров для зданий с мостовыми опорными кранами

Рис. 1. Стальные колонны постоянного сечения

Для соединения ветвей сквозных колонн применяют решетки различного очертания: треугольные, раскосные, крестовые и полукрестовые. Решетку устраивают двухплоскостной, из прокатных уголков. Для восприятия действующих в горизонтальной плоскости моментов решетка усиливается диафрагмами, расположенными через четыре раскоса по высоте.

а б

Рис. 2. Стальные двухветвевые колонны:

а – средняя колонна с проходом вдоль подкранового пути;

б - типы колонн для зданий с мостовыми опорными

кранами грузоподъемностью 100 – 500 кН

Решетчатая часть колонны завершается одноплоскостной траверсой, соединяющей ее ветви с надкрановой частью, которая выполняется из сварного двутавра.

Сплошные колонны применяют при центральном сжатии или при малых эксцентриситетах продольной силы. Чаще используют колонны сквозного сечения, требующие меньшего расхода металла, хотя они и более трудоемки в изготовлении.

В зданиях с кранами тяжелого режима работы и при их двухъярусном расположении, а также при пролетах, со стороны которых предусматривают расширение цеха целесообразно применять раздельные колонны, позволяющие усиливать подкрановую ветвь (например, при увеличении грузоподъемности крана), не нарушая конструкции покрытия (рис.3).

Рис. 3. Раздельные колонны:

а – при расширении здания;

studfiles.net

Тема 9. Каркасы одноэтажных производственных зданий.

НАЧАЛО 9-й темы

Общая характеристика каркасов.

Мк-2-9. Ключевые слова и понятия

9.1. Разбивочныеоси

9.2. Привязка к продольным разбивочным осям.

9.3. Привязка поперечным разбивочным осям

9.4. Деформационные швы

9.5. Компоновка поперечной рамы

9.6. Покрытие производственного здания

9.7. Прогоны

9.8. Связи между колоннами

9.9. Связи по покрытию

2. Содержание темы.

2.1. Структура содержания темы.

2.2. Изложение тематического содержания МК-2-9: Компоновка каркасов.

2.2.1. Размещение колонн в плане.

2.2.2. Компоновка поперечной рамы в бескрановых зданиях и с подвесными кранами.

2.2.3. Компоновка поперечной рамы с мостовыми кранами.

2.2.4. Компоновка конструкций покрытия.

2.2.5. Связи

2.2.1. Размещение колонн в плане.

Основные параметры здания — пролет, высоту, длину назначают в соответствии с эксплуатационными и архитектурными требованиями. В производственных зданиях, кроме того, необходимо учитывать габариты технологического оборудования, расположение и грузоподъемность подъемно-транспортных средств.

Для унификации типоразмеров и типизация строительных конструкций для возможности многократного применения одних и тех же типовых размеров в объектах различного назначения вводится единая модульная система в строительстве (ЕМС), которая представляет совокупность правил координации размеров объемно-планировочных и конструктивных элементов зданий и сооружений на базе модуля 100 мм. Дальнейшее сокращение типоразмеров элементов и конструкций основано на применении укрупненных модулей, например 6 м для пролетов и шагов колонн, 0,6 м — для высот помещении. Требования по унификации изложены в главе СНиП II-А.4-62 «Единая модульная система. Основные положения проектирования», в нормах проектирования отдельных типов зданий и в государственных стандартах, например в ГОСТ 23837-79. «Здания промышленных предприятий одноэтажные. Габаритные схемы».

Сетка колонн

В плане колонны зданий расставляют по модульной сетке разбивочных(координационных)осей (9.1)(см. рис. 9.1, а). Размеры пролетов принимают кратными 6 м (12, 18, 24, 30, 36 м и т.д.). Шаг колонн назначают также кратным 6 м и принимают: для наружных рядов 6 или 12 м, для внутренних рядов, в соответствии с технологическими или эстетическими требованиями, — 6, 12, 18 м и более (см. рис. 9.3, б). Вопрос о назначении шага колонн крайних рядов решают на основе технико-экономического сравнения вариантов. Обычно для зданий больших пролетов (l > 30 м) при значительной высоте здания (H > 14 м) с кранами большой грузоподъемности (Q> 50 т) выгоднее шаг 12 м. Наоборот, для зданий с меньшими параметрами экономичнее оказывается шаг колонн 6 м. Если шаг колонн превышает шаг ферм, то устанавливают подстропильные фермы, на которые опирают фермы покрытия.

Привязка к продольным разбивочным осям (9.2).Привязка колонн крайних рядов к продольным модульным разбивочным осям должна соответствовать указанной на рис. 9.1, а (нулевая привязка) или на рис. 9.1, б (привязка 250 мм, привязка 500 мм), в зависимости от объемно-планировочных параметров и конструктивного решения.

Наружные грани колонн крайних рядов и внутренние поверхности стен (с учетом зазора е, необходимого для размещения деталей крепления стен) совмещают с продольными разбивочными осями (рис. 1.9, а), если в здании нет мостовых кранов и в зданиях, оборудованных мостовыми кранами грузоподъемностью до 30 т включительно, при шаге колонн 6 м и высоте от пола до низа несущих конструкций покрытия менее 16,2 м.

Рис. 9.1. Привязка колонн к продольным разбивочным осям

Наружные грани крайних колонн и внутренние поверхности стен (вместе с зазором е) смещают с продольных разбивочных осей на 250 мм (рис. 9.1,б) в зданиях, оборудованных мостовыми кранами грузоподъемностью до 50 т включительно, при шаге колонн 6 м и высоте от пола до низа несущих конструкций покрытия 16,2 и 18 м, а также при шаге колонн 12 м и высоте от 8,4 до 18 м. Когда требуется увеличить высоту сечения верхней части колонны из условий жесткости или размещения прохода в теле колонны и не удается при этом выполнить привязку 250 мм, а также в других обоснованных случаях, можно использовать привязку 500 мм.

Колонны средних рядов (рис. 9.1, в), за исключением колонн, примыкающих к продольному температурному шву, и колонн, установленных в местах перепада высот пролетов одного направления, располагают так, чтобы оси сечений колонн (для ступенчатых колонн их надкрановых частей) совпадали с поперечными и продольными разбивочными осями.

При решении продольных температурных швов между парными колоннами в зданиях с пролетами одной высоты предусматривают две разбивочные оси со вставкой между ними (рис. 9.3, г). Привязку колонн к этим осям осуществляют, как указано выше.

Привязка к поперечным разбивочным осям (9.3).

Привязку колонн и торцевых стен к поперечным осям следует выполнять по следующим правилам. Геометрические оси сечений колонн, за исключением колонн в торцах здания и примыкающих к температурным швам, совмещают с поперечными разбивочными осями.

Геометрические оси торцовых колонн основного каркаса смещают с поперечных разбивочных осей внутрь здания на 500 мм (рис. 9.2, а), либо на больший размер, кратный 250 мм. Можно использовать «нулевую» привязку (рис. 9.2, б). Внутренние поверхности торцовых стен должны отступать от поперечных разбивочных осей на величину зазора е, необходимого для размещения деталей крепления стен.

Поперечный температурный шов на парных колоннах в зданиях с пролетами одной высоты устраивают, совмещая ось шва с разбивочной осью (рис. 9.2,в). Допускается решение шва, при котором его ось размещается в пределах вставки размером 250 мм между двумя разбивочными осями (рис. 9.2, г). Можно заменить размер привязки 500 мм большим, но кратным 250 мм.

Рис. 9.2. Привязка колонн к поперечным разбивочным осям

Деформационные швы

Для предупреждения дополнительных напряжений и появления трещин в конструкциях предусматривают деформационные швы (9.4), к которым относят температурные и осадочные. Температурные швы разделяют здание на отдельные отсеки (рис. 9.3). При этом конструкции здания разрезают по вертикали от уровня земли, а в плане — вдоль и поперек здания. Фундаменты при этом не разрезают, так как они не подвергаются температурным изменениям. Осадочными швами разделяют здание, включая фундаменты с тем, чтобы обеспечить отсекам здания независимую осадку. Обыкновенно температурные швы стремятся совместить с осадочными. Такие швы носят название температурно-осадочных; они обеспечивают как горизонтальные, так и вертикальные перемещения отдельных отсеков здания.

Рис. 9.3. Температурные отсеки и привязка колонн к модульным разбивочным осям

Расстояния между температурными швами можно определить расчетом путем учета температурных деформаций для продольных (поперечных) элементов каркаса и перемещений крайних колонн в температурных отсеках. Такой расчет Вы можете не производить, если размеры температурных отсеков (блоков) не превышают предельных размеров, приведенных в табл. 1.1.

Таблица 9.1. Предельные размеры температурных блоков (м)

Примечание. Размеры в скобках дан ы для зданий, эксплуатируемых при расчетных зимних температурах наружного воздуха от -40 до65°С

studfiles.net

• 
  Георешетки для парковки
• 
  Утепление пола полистиролбетоном
• 
  Гвоздезабивной пистолет hilti
• 
  Лотки это
• 
  Определение колонны
• 
  Ручная алмазная пила
• 
  Блок пенобетонный характеристики
• 
  Чем приклеить пластиковые панели
• 
  Шов тепловой
• 
  Подготовка бетонных поверхностей
• 
  Фундаменты ленточные монолитные железобетонные