Несущие конструкции одноэтажных зданий

hndrs

10.03.16

Несущие конструкции одноэтажных зданий.

Каркасные несущие конструкции одноэтажных промышленных здании состоят из поперечных рам и продольных связей между ними Поперечные рамы чаще всего образуются из защемленных в фундаментах колонн шарнирно связанных с балками или фермами покрытия, которые выполняют функции ригелей рам. Роль продольных связей каркаса выполняют обвязочные, подстропильные и подкрановые балки (или фермы) специальные связевые конструкции, а также панели или настилы покрытия, жестко связанные с верхним поясом ферм или балок (рис.3.1.). Каркас воспринимает все постоянные и временные нагрузки, а также подвергается комплексу несиловых воздействий.

Особый характер в промышленных зданиях приобретают несиловые воздействия на конструкции вызванные технологическими особенностями воздушной среды, в виде тепловых уда ров, повышенного влагосодержания, наличия примесей химических веществ, аэрозолей и пр. Поэтому для каркаса применяют наиболее прочные и долговечные материалы — железобетон (сборный или монолитный ) и металл (рис.3.2.

Рисунок 3.1 Однопролетное одноэтажное промышленное здание с боковым естественным освещением.

Рисунок 3.2 Многопролетное одноэтажное промышленное здание с комбинированным естественным освещением — через оконные светопроемы в наружных стенах и через вертикальное остекление световых фонарей. Несущие конструкции — стальные решетчатые; 1 — надфонарные участки покрытия; 2 — вертикальное остекление световых фонарей; 3 — межфонарные участки покрытия.

В производственных зданиях с железобетонным каркаркасом и с пролетами 12-30 м, шагом 6-12 м и высотой 3,6-18 м в продольном направлении поперечные рамы соединяют фундаментными, обвязочными, подкрановыми балками, плитами покрытии и связями.

Колонны сечением до 600×600 мм в зданиях без кранов служат для опирания покрытии и крепления (рис.3.3 а.б). В зданиях с мостовыми кранами колонны состоят из надколонника и подкрановой части (рис.3.3в.г). Для кранов до 500 кН (50т и более экономичны двухветвевые колонны сечением до 1900х600мм (рис.3.3д.

Рисунок 3.3 Железобетонные каркасы одноэтажных производственных зданий: а – колонны крайних рядов бескрановых пролетов; б – то же средних рядов; в, г – крайняя и средняя колонны пролетов с мостовыми кранами; д — двухветветвьевая колонна; е – обвязочная балка; ж – подкрановая балка; з – крепление кранового рельса к подкрановой балке; 1 – складные закладные детали; 2 – колонна; 3 – обвязочная балка; 4 – болт; 5 – бетон; 6 – крепления; 7 – рельс; 8 – подкрановая балка; 9 – упругая прокладка.

Фундаментные балки под стены для шага колонн 6 и 12 м имеют тавровую или трапециевидную форму профиля. Фундаментные балки под наружные стены выносят за грани колонн и укладывают на уступы фундаментов.

Обвязочные балки воспринимают нагрузки от стен большой высоты или в местах перепада высот здания. Балки опирают на специальные консоли колонн и крепят к ним болтами или приваркой монтажных петель.

Подкрановые балки поддерживают рельсовый путь мостовых кранов. Подкрановые балки соединяют. с колоннами и между собой на анкерных болтах, а также сваркой закладных деталей или выпущенных концов арматуры. Рельсы опирают на подкрановые балки через упругие прокладки и крепят прижимными планками и болтами. В зданиях с крупными пролетами и тяжелыми крановыми нагрузками устанавливают стальные балки. Вертикальные связи по колоннам устраивают в продольных рядах в середине участка здания между температурными швами. Связи делают обычно крестовыми из прокатных уголков.

Плоские несущие конструкции покрытия включают в себя следующие элементы: балки, фермы, арки и подстропильные конструкции.

Железобетонные балки покрытий бывают: сборными железобетонными односкатными и двухскатными и с параллельными поясами(рис.96.

Рисунок 3.4 Унифицированные железобетонные балки таврового сечения для покрытий пролетом 6 и 9 м.

Очертания ферм покрытия зависит от вида кровли, расположения и формы фонаря и общей компоновки покрытия. В зависимости от очертания верхнего пояса различают фермы сегментные-(рис.3.5 а ), арочные, с параллельными поясами (рис. 3.2б) и треугольные.

Рисунок 3.5 Железобетонные стропильные фермы: a – сегментная ферма; б – ферма с параллельными поясами.

Одноэтажные здания. Могут иметь освещение: боковое естественное (рис. 208), верхнее естественное (рис. 3.2) или, наконец, искусственное — люминесцентными лампами дневного света.

Очертание ферм покрытия зависит от вида кровли, расположения и формы фонаря и общей компоновки покрытия. В зависимости от очертания верхнего пояса различают фермы сегментные- (рис. 3.5 а), арочные, с параллельными поясами (рис.3.5 б) и треугольные.

Стальной каркас применяют, в основном, в цехах с тяжелым режимом работы металлургической и машиностроительной промышленности при больших пролетах и значительных крановых нагрузках. Основными элементами несущего стального каркаса являются плоские поперечные рамы, образованные колоннами и стропильными фермами (ригелями). На поперечные рамы опирают -подкрановые балки, ригели (фермы)прогоны покрытия, фонари(рис.3.6.

Рисунок 3.6 Основные элементы стального каркаса промышленного здания (а); сквозная колонна (б): 1 — колонна рамы; 2 — стропильная ферма (ригель); 3 -подкрановая балка; 4 — фонарь; 5 — связи фонаря; 6 — вертикальные связи между колоннами; 7 — горизонтальные связи покрытия; 8 -вертикальные связи покрытия; 9 — ригель; 10 – прогоны.

Под стальные колонны устраивают отдельно стоящие ступенчатые железобетонные фундаменты. База колонны и концы анкерных болтов располагается под бетонной подготовкой пояса. Применяют два типа баз — шарнирные и жесткие.

Колонны стальные состоят из основной несущей части (стержня), оголовка и базы, (рис.3.6 б.

По конструктивной схеме промздания бывают жесткими и гибкими (рис.3.7). В одноэтажных промышленных зданиях с гибкой конструктивной схемой поперечных стен, как правило, нет и поэтому все горизонтальные нагрузки (от ветра, торможения кранов и др.) воспринимает поперечник здания, состоящий из колонн и опертой на них горизонтальной диафрагмы покрытия.

Рисунок 3.7 Конструктивные схемы зданий: а- жесткая; б- упругая.

Недостатками одноэтажных зданий являются необходимость большой территории застройки с сопутствующим увеличением площади покрытия, расходов на инженерные сети, дороги, благоустройство и эксплуатационных расходов на уход за покрытиями.