Металлические конструкции промышленных зданий

Обновлено: 18.05.2024

Металлические каркасы одноэтажных производственных зданий проектируют как плоскостные стоечно-балочные системы, монтируемые из сборных металлических элементов заводского изготовления. Они должны обладать необходимой прочностью и пространственной устойчивостью.

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. Шарнирное крепление вверху обуслов­ливается тем, что обеспечить жесткую связь ригеля с колон ной 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 . -На устойчивость каркаса в продольном направлении оказывают влияние высота здания, наличие 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.

Фундаменты. В ж.б. каркасе ф-ты проектируют:

6.

7. По конструктивному решению ф-ты: отдельностоящие, свайные(для глубокого заложения)

8. По способу возведения: сборные, монолитные

9. Материал: железобетон

10. Заделка колонн в ф-т: пенькового типа(мет.каркас иил смешанный).

Глубина заложения зависит от: грунта основания, наличия или отсутствия подвала, уровня промерзания грунта. Уровня грунтовых вод. Колеблется в пределах 1,35-3,75м. Масса элементов сборного ф-та до 6т. Фундаментная опорная плита укладывается на выравнивающий слой песка или утрамбованного щебня.

В фундаментов пенькового типа соединение обеспечивается путем сварки арматурных выпусков.

Наружные и внутренние самонесущие стены опирают на фундаментные ж.б. балки. которые укладываются между подколонниками ф-та на ж.б. столбики(приливы) размерами 300х600мм.Длина балок зависит от ширины подколонника и места укладки.

Верх фундаментных балок на отм. -0,030м. Поверх ф-тной балки устраивается гидроизоляция из ЦПР или 1-2 слоев рулонного материала на битумной мастике.


Колонны. Стальные колонны каркаса в зави­симости от их поперечного сечения разделяют на сплошные постоянного и переменного сечения (рис. 25.1, а), решетчатые (сквозные) переменного сечения (рис. 25.1, б), раздельные пе­ременного сечения (рис. 25.1, в). Ко­лонны устраивают для бескрановых зданий и для зданий, оборудованных кранами; колонны принимают совмест­но нагрузки от покрытия и от кранов (см. рис. 25.1, а, б). Кроме того, при большой грузоподъемности кранов ко­лонны раздельно воспринимают наг­рузки от покрытия и от кранов (см. рис. 25.1, в). Соединения элементов колонн выполняют сварными, а при особо тяжелых крановых нагрузках — клепаными. Нагрузку от колонн на фундаменты передают через башмаки, которые кре­пят к фундаментам анкерными болта­ми. Размеры башмаков определяют расчетом; они зависят от величин на­грузок, передаваемых колоннами

Обвязочные балки в стальном кар­касе устраивают из одного профиля (швеллера или двутавра) или состав­ного сечения.

Стальные подкрановые балки мо­гут быть разрезными и неразрезными, сплошными и решетчатыми. Разрезные подкрановые балки и фермы (рис. 25.4, а, б), получили наибольшее распрост­ранение. Они просты в конструктивном решении, индустриальны, но по срав­нению с неразрезными имеют несколь­ко больший расход стали. Неразрез­ные подкрановые балки (см. рис.

25.4, б) имеют лучшие условия эксп­луатации подкрановых путей.

На рис. 25.5 представлены подкра­новые балки: сплошные — прокатные из двутавра и составные — сварные или клепаные (рис. 25.5, а), решетча­тые — шпренгельного типа (рис. 25.5, б) и в виде ферм (рис. 25.5, в).


Стальные фермы могут быть раз­личной формы и очертания, выбор ти­па ферм зависит он назначения и объемно-планировочного решения про­мышленного здания. В практике строи­тельства применяют фермы с парал­лельными поясами, полигональные, треугольные, с параллельными пояса­ми с затяжкой, сегментные, парабо­лические и др.

Фермы с параллельными поясами применяют для зданий с плоским по­крытием, а также для устройства под­стропильных конструкций. Их пролет может достигать 60 м и более. Поли­гональные фермы устраивают при по­крытиях с рулонной кровлей при про­летах до 36 м. Треугольные фермы дают возможность осуществить покры­тия с крутыми кровлями из асбесто-цементных или стальных листов, вслед­ствие чего высота ферм в середине пролета достигает значительных раз­меров, а это ограничивает их пролеты величиной 36—48 м.

Фермы с крутыми скатами (рис. 25.8, в) используют для пролетов 18, 24, 30 и 36 м при кровлях из листовых материалов. Размеры панелей ферм унифицированы и соответствуют ук­рупненным модулям, т. е. 1,5 м. Высо­та полигональных ферм на опорах для всех пролетов принята одинаковой — 2,2 и 0,45 м при крутых скатных кровлях.

Большепролетные фермы (рис. 25.9) могут перекрывать пролеты до 90 м и иметь различные схемы решеток: треугольную, раскосную, крестовую и др. Выбор схемы решетки зависит от характера приложения нагрузки, очер­тания и высоты ферм. ь

Элементы фермы: верхний и ниж­ний пояса, стойки и раскосы — выпол­няют из прокатных уголков в виде стержней парного профиля. Соеди­няют стержни в узлах сваркой при по­мощи фасонок (косынок) из листовой стали, располагаемых между уголками (рис. 25.10). В целях унификации уз­ловых соединений решетку в типовых полигональных фермах и в фермах с параллельными поясами принимают треугольной.


Стальные рамы предназначены для устройства несущих конструкций по­крытий при больших пролетах. По срав­нению с балочными рамные покрытия имеют меньшую массу, большую жес­ткость в поперечном направлении и меньшую высоту ригеля. Недостатка­ми рамных конструкций являются боль­шая ширина колонн и чувствитель­ность к неравномерным осадкам опор удобные в изготовлении, транспорти­ровании и монтаже (рис. 25.15, а). При больших пролетах в промышлен­ных зданиях целесообразна укрупнен­ная разбивочная сетка вертикальных несущих конструкций. В этом случае прибегают к комбинированному реше­нию, применяя в качестве поперечных несущих конструкций — арки, а в ка­честве продольных конструкций — фермы (рис. 25.15, б). В целях осве­щения внутреннего пространства естественным светом продольные фер­мы опирающиеся на поперечные арки, приподнимают и создают таким обра­зом зубчатый (шедового типа) про­филь покрытия, идущий по очертанию поперечных арок (рис. 25.15, в).

Связи. Пространственную жест­кость и устойчивость ферм, рам, арок и других плоскостных конструкций кар­каса зданий обеспечивают системой связей, устанавливаемых между этими конструкциями (рис. 25.16).

В покрытиях устраивают горизон­тальные (продольные и поперечные) и вертикальные связи, а между колон­нами устанавливают продольные вер­тикальные связи.

Продольные горизонтальные связи располагают вдоль рядов колонн в плоскостях нижнего и верхнего поясов крайних панелей ферм. Они представ­ляют собой продольные связевые фер­мы с параллельными поясами. Попе­речные горизонтальные связи обра­зуют поясами двух смежных стропиль ных ферм и расположенной между ними решеткой. Их устраивают у тор­цов здания, а также с обеих сторон каждого деформационного шва, а при большом расстоянии между деформа­ционными швами — через каждые 60 м.

Горизонтальные поперечные связи по верхним и нижним поясам ферм совмещают в плане.

Если несущую конструкцию ограж­дающей части покрытия выполняют из крупноразмерных железобетонных плит, то они образуют жесткий диск и выполняют функции горизонтальных связей по верхним поясам ферм. При прогонном варианте покрытия устой­чивость верхних поясов ферм, распо­ложенных в промежутках между дву­мя поперечными связевыми фермами, обеспечивают прогонами, а над участ­ками под фонарями — специальными растяжками из уголков.

Вертикальные связи в покрытии служат опорами для поперечных гори­зонтальных связевых ферм и гаранти­руют правильность взаимного распо­ложения в вертикальной плоскости стропильных ферм при монтаже.

Покрытие. Совмещают в себе функции перекрытия и крыши; бесчердачные; из несущих и ограждающих элементов.

3. Плоские: балки, фермы, рамы, арки.

4. Пространственные: оболочки, складки, купола, своды, висячие системы


Стены промышленных зданий. Конструктивные схемы. Типы. Воздействия на стены. Требования к ним.

Стены производственных зданий по сравнению со стенами гражданских зданий подвергнуты более сложному комплексу внешних и внутренних сило­вых и несиловых воздействий (рис. 27.1). Поэтому к конструктивному ре­шению стен промышленных зданий предъявляются не только общие тре­бования, но и требования, свойствен­ные в каждом отдельном случае характеру технологического процесса.

Наружные стены совместно с покрытиями защищают внутреннее пространство зданий от различных внешних воздействий, зависящих от конкретно заданного климатического района строительства.


Температурно-влажностный режим внутренней среды производственных помещений и климатические условия района строительства — решающие исходные данные, на основе которых устанавливают необходимую величину сопротивления теплопередаче стен.

В зависимости от конструктивной схемы здания и по роду статической работы стены подразделяют на несу­щие, самонесущие и навесные.

Несущие стены воспринимают нагрузки от собственной массы, по­крытий, перекрытий и в ряде случаев от подъем но-транспортного оборудо­вания. В промышленном строительст­ве несущие стены применяют редко, для их устройства используют кирпич, крупные и мелкие блоки и др. ^ ^Самонесущие стены воспринимают

нагрузки от собственной массы, ветра и передают их на каркас при помощи гибких или скользящих связей, не препятствующих осадке стен. Само­несущие стены выполняют в виде крупных панелей или блоков и камен­ных материалов; первое решение — более индустриальное, а следователь­но, более рациональное и предпочти­тельное.

Навесные стены воспринимают нагрузки от собственной массы и ветровые нагрузки в пределах только одного этажа при многоэтажных зданиях или в пределах одного шага(одной панели) в одноэтажных каркасных зданиях. Эти стены выполняют в основном функции ограждающих конструкций, так как свою массу они передают на каркас через опорные стальные столики или через обвязочные балки Навесные стеновые панели изго­товляют из легких материалов, благо­даря чему не требуется дополнитель­ного усиления колонн каркаса. Этому требованию в большей мере отвечают многослойные панельные конструкции и листовые материалы.

Для предохранения стен от про­никания грунтовой влаги в их нижней части устраивают гидроизоляцию из рулонных материалов или из цемент­ного раствора. Гидроизоляционный слой укладывают между фундамент­ными балками, на которые опирают стены, и нижней частью стен на отметке 0,03, т. е. на 30 мм ниже уров­ня пола. Дождевые и талые воды отводят от стен путем устройства отмостки.

Стены из крупных панелей

Применяются в виду экономичности строительства(полная заводская готовность) и сокращения сроков строительства. Различают однослойные и трехслойные конструкции панелей. Однослойные: имеют внутренний и наружный отделочный слой и армированный средний слой из легкого ячеистого бетона. Трехслойные: внутр. и наруж. отделочный слой, снаружи внутрь – слой из легкого бетона, эффективный утеплитель (пенополистирол), слой тяжелого бетона. Виды панелей: цокольная(1,2м), рядовые(h=1,2, 1,5, 1,8м L=6;12м), угловые (h=1,2, 1,5, 1,8м L=6,33;12,33м), перемычечные, парапетные(h=0.9м), карнизные(h=1,5м), простеночные(l=1.2м). Толщина стен 200,240,300,350,400мм. Стеновые панели опирают на фундаментные балки, последующие панели подвешивают при помощи закладных деталей к колоннам(фахверкам)

Стены из кирпича и крупных блоков.

В строительстве пром.зд применяются реже и в основном для отдельностоящих пром.зд.

Стены из кирпича. Толщина стен рассчитываются исходя я теплотехнического расчета и среднем составляет 250-510мм. Для усиления стен применяются вертикальные элементы - пилястры, выступы, повышающие жесткость конструкций, если на стены оприаются конструкции покрытия. Самонесущие стены выносят за наруж. грань колонн каркаса. В качестве надпроемных перемычек используются обвязочные балки. Связь стен и колонн осуществляется с помощью анкером и клямеров через каждые 1,2-2,4м

Стены из крупных блоков изготавливаются из легкого ячеистого бетона. Толщина стен – 300,400,500мм. Габариты блокоа Lxh: рядовые 1000(3000)х600(1200), угловые 1300(2250)х600(1200), перемычечные 3500(6000)х600, парапетные 1000(3000)х600, карнизные1000(3000)х600. Длина блока кратна 50М(500мм). Укладывают с перевязкой и расшивкой швов.

Ограждающие элементы покрытий промышленных зданий. Воздействия на покрытие. Требования, предъявляемые к ним, материалы.

К ограждающим конструкциям предъявляются след.требования:

· Хорошие изоляционные качества

· Пожаро- и вызрывобезопасность

· Долговечность и корр.стойкость

· Индустриальность и экономичность в строительстве и эксплуатационных условий.

1. По наличию чердака: бесчердачные с тех.этажом

2. По водоотводу: внутренний, наружный

3.
По конструктивному решению: прогонная, беспрогонная

4. По утепляющим качествам покрытия: утепленные, холодные

На выбор ограждающих конструкций влияет комплекс внутр и внешних воздействий.

Основные типы конструкций:

1. Утепленные с несущими ж.б плитами

2. Утепленные с несущими конструкциями из металла(прогонами)


3. неутепленные с несущими ж.б плитами

4. неутепленные с несущими конструкциями из металла(прогонами).

Состав покрытия для пункта 1-2: несущая конструкция(плиты или прогоны), пароизоляция, теплоизоляция, стяжка ЦПР, кровля. Состав покрытия для пункта 3-4: несущая конструкция, стяжка, кровля. Плиты имеют габариты: ширина 1,5м, 3м, длина 6м, 12м, высота 0,3м. прогоны – швеллера №14,16,18,20, длиной 6м, 12м. По прогонам устраиваются зачастую: проф.настил, трехслойные панели с мет.обшивками, асбестоцем.плиты, монопанели, оцинкованный стальной лист.

Справочник проектировщика промышленных, жилых и общественных зданий и сооружений. Металлические конструкции промышленных зданий и сооружений


Справочник проектировщика промышленных, жилых и общественных зданий и сооружений. Металлические конструкции промышленных зданий и сооружений

В настоящем справочнике рассматриваются основные вопросы выбора рациональных конструктивных форм зданий и сооружений и освещаются вопросы современного состояния и дальнейшего развития металлических конструкций. В справочнике сжато и систематизирование изложены основные положения и данные, необходимые при проектировании металлических конструкций. Предполагается, что проектировщик, разрабатывая те или иные конструктивные формы, будет руководствоваться при решении инженерных задач основными принципами и методами, созданными передовой советской школой проектирования металлических конструкций, прошедшей большой путь развития и в настоящее время занимающей ведущее место в мировой строительной технике.

Оглавление

Введение 10
I. Общая часть 16
1. Материалы и сортаменты 16
1.1. Сталь и чугун, применяемые для металлических строительных конструкций; электроды 16
A. Влияние различных химических элементов на свойства стали 16
Б. Сталь углеродистая обыкновенного качества 16
B. Сталь углеродистая горячекатаная для мостовых конструкций 19
Г. Сталь углеродистая термически обработанная 20
Д. Сталь низколегированная 20
Е. Отливки из стали и чугуна для стальных конструкций 21
Ж. Электроды стальные для дуговой сварки и наплавки 22
1.2. Сортаменты стальных горячекатаных, холодноформованных и сварных профилей. Проволока стальная для предварительного напряжения конструкций. Канаты стальные 23
A. Сортаменты стальных профилей 23
Б. Проволока стальная круглая углеродистая для предварительно напряжённых железобетонных конструкций 45
B. Сортаменты стальных канатов 45
1.3. Статические характеристики составных сечений 53
2. Расчёты стальных конструкций 62
2.1. Общие сведения 62
A. Основные положения 62
Б. Постоянные расчётные величины 63
B. Температурные швы 64
Г. Расчёт конструкций на выносливость 65
2.2. Центрально растянутые и сжатые элементы 66
A. Элементы со сплошным сечением 66
Б. Элементы из нескольких ветвей 67
B. Расчётные длины элементов 68
2.3. Элементы, работающие на изгиб 74
A. Расчёт на прочность 74
Б. Проверка общей устойчивости балок 76
B. Проверка устойчивости стенок и поясных листов балок 78
2.4. Элементы, подверженные действию осевой силы с изгибом 81
A. Проверка прочности 81
Б. Проверка общей устойчивости 81
B. Проверка устойчивости стенок центрально сжатых и сжато-изогнутых элементов 84
Г. Поясные листы сжатых и сжато-изогнутых элементов 85
2.5. Сварные, заклёпочные и болтовые соединения, риски и сварные стыки элементов из уголков 86
A. Сварные соединения 86
Б. Заклёпочные соединения 89
B. Болтовые соединения 94
Г. Рекомендуемые риски отверстий в прокатных профилях к 99
Д. Сварные стыки уголков с накладками 100
Е. Постановка прокладок в элементах из парных уголков и швеллеров 102
Приложения 104
1. Таблицы и графики для проверки устойчивости стенок стальных балок, укреплённых поперечными и продольными рёбрами жёсткости 104
2. Коэффициенты ф6 для прокатных двутавров по ГОСТ 8239—56 из стали марок Ст. 3 и Ст. 4 108
3. Указания по расчёту на устойчивость сжато-изогнутых стержней с произвольным сечением 110
4. Перечень Государственных стандартов (ГОСТ) к разделу I 110
Библиография к разделу I 113
II. Стальные конструкции промышленных зданий 115
3. Общие сведения 115
4. Каркасы 115
4.1. Каркасы одноэтажных зданий 115
A. Классификация каркасов 115
Б. Конструктивные и расчётные схемы рам 116
B. Определение предварительных размеров сечений стержней рам 119
Г. Нагрузки 119
Д. Расчёт рам 120
Е. Горизонтальные деформации колонн 136
Ж. Продольные конструкции каркаса 137
З. Учёт температурных воздействий 139
И. Учёт пространственной работы каркаса 140
К. Примеры Решений конструкций каркасов 142
4.2. Каркасы многоэтажных зданий 153
A. Классификация каркасов 153
Б. Конструктивные и расчётные схемы 153
B. Деформативность 153
Г. Учёт температурных воздействий 154
Д. Решетчатые связи 154
Е. Практические приёмы и примеры расчёта рам 155
Ж. Примеры решений конструкций каркасов 163
5. Колонны 166
5.1. Колонны одноэтажных зданий 167
A. Классификация колонн и область их применения 167
Б. Установление основных размеров 168
B. Указания по расчёту 170
Г. Компоновка сечений 170
Д. Конструирование стержня колонны 172
Е. Элементы колонн 173
5.2. Колонны многоэтажных зданий 181
A. Компоновка сечений 181
Б. Указания по расчёту 181
B. Элементы колонн 181
6. Подкрановые пути 183
6.1. Пути мостовых и консольных кранов 183
А. Подкрановые пути мостовых кранов 183
Б. Подкрановые пути консольных кранов 208
6.2 Монорельсовые пути и пути подвесных кран-балок 208
А. Расчётные нагрузки 208
Б. Расчёт н конструирование 209
7. Покрытия 212
7.1. Стропильные фермы 212
A. Характеристики 212
Б. Расчёт 213
B. Конструирование 214
Г. Типовые стропильные фермы 215
7.2. Стропильные конструкции сплошного сечения 215
7.3. Подстропильные конструкции 215
7.4. Горизонтальные и вертикальные связи покрытия 216
7.5. Прогоны 219
A. Характеристики 219
Б. Прогоны сплошного сечения 219
B. Решетчатые прогоны 220
Г. Фонарные прогоны пролётом 12 м 220
7.6. Фонари 220
A. Характеристики 220
Б. Расчёт 221
B. Типовые светоаэрационные фонари 221
Г. Аэрационные фонари 224
8. Фахверки и площадки 224
8.1. Фахверки 224
8.2. Внутрицеховые технологические площадки 227
9. Переплёты и ворота 231
9.1. Переплёты 231
A. Стандарты и типовые материалы 231
Б. Фонарные переплёты 231
B. Оконные переплёты 238
Г. Новые конструкции переплётов 247
9.2. Механизмы открывания оконных и фонарных переплётов 247
А. Механизмы открывания оконных переплётов 247
Б. Механизмы открывания фонарных переплётов 253
В Требования к механизмам и данные для их проектирования 256
Г. Материал механизмов 256
Д. Требования к эксплуатации 257
9.3. Ворота 257
A. Габариты проёмов 257
Б. Требования к воротам 257
B. Типы ворот в 257
Г. Указания по расчёту 258
Д. Конструкции ворот 259
Е. Материалы каркаса ворот и механизмов 261
Ж. Изготовление 261
3. Управление 262
И. Требования к строительной части здания 262
Приложения 263
1. Перечень типовых проектов к разделу II 263
2. Перечень Государственных стандартов (ГОСТ) к разделу II 264
Библиография к разделу II 264
III. Стальные конструкция покрытия больших пролётов 267
10. Общие сведения 267
11. Балочные покрытия 267
11.1. Характеристика 267
11.2. Схемы 267
А. Схемы ферм 267
Б. Схемы решёток 268
11.3. Компоновка 268
А. Нормальная схема 268
Б. Усложнённая схема 268
11.4. Указания по проектированию 268
А. Высота ферм и допускаемые прогибы 268
Б. Способы, соединения элементов ферм 269
В. Сечения элементов 269
Г. Расчёт 270
11.5. Примеры балочных покрытий 270
12. Рамные покрытия 271
12.1. Характеристика 271
12.2. Расчёт 272
12.3. Примеры рамных покрытий 272
13. Арочные покрытия 274
13.1. Характеристика н 274
13.2. Расчёт 275
13.3. Примеры арочных покрытий 278
14. Пространственные и висячие покрытия 279
14.1. Пространственные покрытия 279
A. Типы 279
Б. Купольные покрытия 279
B. Складчатые покрытия 282
Г. Своды-оболочки 282
14.2. Висячие покрытия 283
Приложение 287
Перечень Государственных стандартов (ГОСТ) к разделу III 287
Библиография к разделу III 287
IV. Стальные листовые конструкции 288
15. Доменные цехи и газоочистки 288
15.1. Общие сведения 288
A. Состав конструкций 288
Б. Особые условия работы конструкций 288
B. Габариты приближения строений на железнодорожных путях доменного цеха 288
15.2. Конструктивные решения 288
A. Сооружения комплекса доменной печи 288
Б. Сооружения цеха газоочистки 315
B. Весовые показатели сооружений комплекса доменной печи и газоочистки 316
Г. Материалы 316
15.3. Расчёт 318
А. Основные расчётные данные 318
Б. Указания по расчёту 323
15.4. Нормативные требования к конструкциям доменных печей 331
15.5. Современные доменные печи и перспективные вопросы домностроительства 331
А. Типовые доменные печи объёмом 2000 и 2700 м 331
Б Вопросы дальнейшего проектирования 332
16. Газгольдеры 334
16.1. Общие сведения 334
16.2. Газгольдеры постоянного объёма 334
A. Основные определения 334
Б. Нагрузки 337
B. Материал 337
Г. Конструкция и расчёт 337
Д. Весовые характеристики 340
16.3. Газгольдеры переменного объёма 341
A. Основные определения 341
Б. Материал 341
B. Нагрузки 342
Г. Мокрые газгольдеры с внешними вертикальными направляющими 342
Д. Мокрые газгольдеры с винтовыми направляющими 351
Е. Мокрые газгольдеры сверхнизкого давления 353
Ж. Сухие газгольдеры 353
17. Резервуары 355
17.1. Общие сведения 355
А. Основные определения 355
Б. Формы резервуаров и их применение 355
В. Требования при проектировании 356
17.2. Конструкции резервуаров и их характеристики 357
A. Вертикальные цилиндрические 370
Б. Горизонтальные цилиндрические 370
B. Каплевидные 372
Г. Шаровые 378
Д. Резервуары специального назначения 380
Е. Резервуары для воды 380
Ж. Основные направления развития конструктивных форм 382
17.3. Указания по расчёту 383
A. Нормативные нагрузки 383
Б. Расчётные нагрузки 383
B. Расчётные сочетания нагрузок 383
Г. Расчёт по предельным состояниям 383
18. Бункера и силосы 384
18.1. Общие сведения 384
A. Основные определения 384
Б. Нагрузки 385
B. Параметры 385
Г. Материалы 386
18.2. Воронкообразные прямоугольные бункера 387
A. Геометрические характеристики 387
Б. Схема конструкции 388
B. Обшивка 388
Г. Горизонтальные ребра жёсткости воронки 388
Д. Выпускные отверстия и затворы 389
Е. Бункерные балки 389
Ж. Колонны 390
3. Примеры конструкций прямоугольных бункеров 390
18.3. Круглые бункера и силосы 390
A. Конструктивные характеристики к 390
Б. Геометрические характеристики 392
B. Цилиндрическая оболочка 392
Г. Воронки бункеров и силосов 392
Д. Колонны 393
18.4. Продольные бункера 393
19. Газопроводы металлургических заводов 395
19.1. Общие сведения 395
A. Основные положения 395
Б. Трасса и разбивка опор 396
B. Материал 396
19.2. Конструкции газопроводов 396
A. Опоры 396
Б. Трубопроводы 399
B. Опорные узлы 400
Г. Типы компенсаторов 402
Д. Узлы примыкания газопроводов к оборудованию 405
Е. Площадки и лестницы 406
19.3. Расчёт 406
А. Основные положения 406
Б. Указания по расчёту 409
20. Общая расчётная часть 420
20.1. Оболочки и кольца 420
A. Прочность замкнутых тонкостенных осесимметричных безмоментных оболочек, находящихся под внутренним давлением 420
Б. Прочность тонкостенных безмоментных оболочек вращения с вертикальной осью симметрии, работающих на гидростатическое давление 421
B. Прочность изгибаемых цилиндрических оболочек, свободно опёртых по концам, загруженных несимметричными нагрузками и имеющих жёсткие диафрагмы на опорах, а в пролёте — упругие кольца жёсткости на равных расстояниях 423
Г. Краевой эффект осесимметричных оболочек 423
Д. Дополнительные рекомендации по расчёту днищ, примыканий и колец 437
Е. Учёт одновременного действия кольцевого изгиба со сжатием или растяжением у колец цилиндрических оболочек 437
Ж. Устойчивость колец, оболочек и панелей 442
3. Температурные воздействия на оболочки и кольца 446
И. Расчёт сопряжения соосных оболочек вращения при осесимметричной нагрузке по предельному состоянию 448
20.2. Пластинки и мембраны 451
A. Основные положения 451
Б. Указания по теории расчёта пластинок малого прогиба 451
B. Указания по теории расчёта пластинок большого прогиба 452
Г. Указания по расчёту гибких мембран 455
Приложение 458
Перечень Государственных стандартов (ГОСТ) ЧМТУ к разделу IV 458
Библиография к разделу IV 458
V. Стальные высокие опоры типа мачт и башен 463
21. Принципиальные схемы 463
21.1. Общие сведения 463
21.2. Выбор конструктивных схем 463
А. Принципы выбора 463
Б. Виды применяемых схем 466
22. Расчёт опор 471
22.1. Нагрузки 471
A. Ветровая нагрузка 471
Б. Нагрузка от гололёда 478
B. Сейсмическая нагрузка 478
Г. Собственный вес конструкций 478
Д. Нагрузка от предварительного натяжения 479
Е. Температурные воздействия 480
22.2. Приёмы расчёта 480
A. Расчёт нитей 480
Б. Расчёт башен 482
B. Расчёт мачт 490
23. Конструктивные решения 496
23.1. Конструкции опор 496
A. Общие сведения 496
Б. Опоры в виде башен 497
B. Опоры в виде мачт 497
Г. Детали 501
23.2. Расход материалов 501
A. Опоры линий электропередач 501
Б. Телевизионные опоры 507
B. Опоры релейных линий 508
Г. Прочие опоры 508
Библиография к разделу V 511
VI. Учёт при проектировании требования изготовления, транспортирования, монтажа и экономики стальных конструкция 512
24. Изготовление стальных конструкций 512
24.1. Общие сведения 512
24.2. Технологические возможности предприятий, изготовляющих стальные конструкции 512
A. Данные о мощности технологического и грузоподъемного оборудования 512
Б. Технологические возможности кислородной резки стали 514
B. Особенности конструирования деталей, изготовляемых холодной гибкой 514
Г. Особенности конструирования элементов с фрезерованными торцами 517
Д. Особенности конструирования сварных соединений 517
Е. Особенности конструирования клёпаных соединений 528
24.3. Конструктивные меры борьбы с деформациями, появляющимися в результате сварки 531
А. Общие деформации 531
Б. Местные деформации 531
24.4. Допускаемые отклонения в размерах конструкций 531
24.5. Методика оценки вариантов проектных решений конструкций по стоимости изготовления 533
25. Транспортирование 533
25.1. Перевозка стальных конструкций железнодорожным транспортом 536
А. Габариты очертания погрузки, подвижного состава и приближения строений, степени негабаритной, указания по перевозке 536
Б. Определение расчётной негабаритности груза на кривой железнодорожного пути 538
В. Требования к членению стальных конструкций на отправочные элементы 543
Г. Стоимость перевозки стальных конструкций по железным дорогам общего назначения 543
25.2. Перевозка стальных конструкций автомобильным транспортом 543
25.3. Перевозка стальных конструкций морским транспортом 545
25.4. Перевозка стальных конструкций речным транспортом 548
25.5. Перевозка стальных конструкций воздушным транспортом 548
26. Монтаж 549
26.1. Основы современного производства монтажных работ 549
26.2. Монтажное оборудование 550
А. Подъёмные краны 550
Б. Оборудование для малой механизации работ 550
26.3. Допускаемые отклонения от проектных размеров и положений 550
26.4. Требования к геометрической схеме сооружений 550
26.5. Монтажные нагрузки и временное усиление конструкций 551
26.6. Требования к монтажным узлам. Монтажные инструменты и приспособления 551
27. Экономика промышленного производства стальных конструкций 552
27.1. Себестоимость продукции (издержки производства) при промышленном изготовлении стальных конструкций 552
А. Порядок оценки стоимости стали 552
Б. Порядок оценки трудовых затрат 557
27.2. Цены на стальные конструкции 562
27.3. Экономическая эффективность применения сталей повышенной прочности 566
Приложение 568
Перечень государственных стандартов (ГОСТ) к разделу VI 568
Библиография к разделу VI 568
VII. Строительные конструкции из алюминиевых сплавов 570
28. Материалы и их использование 570
28.1. Область применения 570
28.2.Характеристика материалов 572
28.3. Сортамент 576
29. Проектирование 579
29.1. Расчётные сопротивления и предельные деформации 579
29.2. Особенности расчёта и конструирования 581
A. Центрально сжатые элементы 581
Б. Внецентренно сжатые элементы 582
B. Изгибаемые элементы 586
Г. Местная устойчивость стенок и полок центрально сжатых и сжато-изогнутых элементов 587
Д. Устойчивость стенок балок 590
29.3. Конструктивные и технологические указания 592
30. Примеры конструктивных решений 600
Приложение 600
Перечень Государственных стандартов (ГОСТ) и АМТУ к разделу VII 600
Библиография к разделу VII 600
VIII. Предварительно напряжённые стальные конструкции 602
31. Виды предварительного напряжения 602
31.1. Предварительное напряжение, создаваемое натяжным устройством 602
А. Основные положения 602
Б. Предварительно напряжённые элементы и конструкции 603
31.2. Предварительное напряжение, создаваемое видоизменением эпюр напряжений 612
31.3. Предварительное напряжение, создаваемое регулированием эпюр изгибающих моментов 612
31.4. Предварительное напряжение, создаваемое для повышения жёсткости конструкций 613
32. Особые случаи предварительного напряжения 613
32.1. Работа предварительно напряжённой нити на сжатие 613
32.2. Новые системы 614
А. Консольная балочно-рамная система 614
Б. Оболочки 614
32.3. Сетчатые перекрытия 615
Приложение 617
Перечень Государственных стандартов (ГОСТ) к разделу VIII 617
Библиография к разделу VIII 617
Опечатки 622

Металлические конструкции, Том 2: Конструкции зданий

Металлические конструкции, Том 2: Конструкции зданий

В.В. Горев, Б.Ю. Уваров, В.В. Филиппов, Г.И. Белый, В.Н. Валь,
Л.В. Енджиевский, И.И. Крылов, Я.И. Ольков, В.Ф. Сабуров

Металлические конструкции.
том 2: Конструкции зданий
(издание второе, исправленное)
____________________________________________________________________

В учебнике изложены вопросы конструирования и расчета зданий со стальным каркасом. Детально представлены одноэтажные промышленные здания (бескрановые, с подвесными и опорными мостовыми кранами), в том числе здания со сплошностенчатыми рамами. Рассмотрены арочные, купольные, структурные и висячие конструкции покрытий, а также конструкции многоэтажных и высотных зданий. Даны приемы оценки технического состояния и усиления стальных конструкций. Представлены ограждающие конструкции зданий. Все расчетные положения подкреплены численными примерами.
Для студентов строительных специальностей высших учебных заведений, аспирантов и инженерно-технических работников проектных организаций.
____________________________________________________________________
Скан и обработка - Armin
Формат DJVU ч/б 600 dpi OCR HyperLinks + интерактивное содержание.
Порезано на страницы, почищено от мусора.
Качество высокое.

Металлические конструкции, Том 2: Конструкции зданий1

Металлические конструкции, Том 2: Конструкции зданий2

Металлические конструкции, Том 2: Конструкции зданий3

Металлические конструкции, Том 2: Конструкции зданий4

Предисловие
Основные буквенные обозначения величин

ГЛАВА 1 ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ЗДАНИЙ

1.1. Каркас и ограждающие конструкции здания
1.1.1. Элементы каркаса;
1.1.2. Деформационные швы;
1.1.3. Сетка колонн;
1.1.4. Связи между колоннами;
1.1.5. Ограждающие конструкции
1.2. Конструкции покрытий
1.2.1. Настилы покрытий;
1.2.2. Прогоны;
1.2.3. Связи;
1.2.4. Фонари
1.3. Конструкции каркасных стен и витражи
1.3.1. Металлические стены;
1.3.2. Асбестоцементные панели;
1.3.3. Каркас стен;
1.4. Системы поперечных рам
1.4.1. Рамы с решетчатым ригелем;
1.4.2. Сплошностенчатые рамы;
1.4.3. Компоновка многопролетных и многоэтажных зданий
1.5. Защита стальных конструкций зданий от коррозии
1.5.1. Классификация агрессивных сред;
1.5.2. Конструктивные требования;
1.5.3. Защитные покрытия
1.6. Огнестойкость стальных конструкций

ГЛАВА 2 ОДНОЭТАЖНЫЕ ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ЗДАНИЯ С РЕШЕТЧАТЫМИ РИГЕЛЯМИ

2.1. Конструктивные и компоновочные схемы
2.1.1. Схемы каркаса здания;
2.1.2. Выбор генеральных размеров здания;
2.1.3. Компоновка поперечных рам;
2.1.4. Компоновка конструкций покрытия
2.2. Определение расчетных усилий в элементах каркаса
2.2.1. Переход от конструктивной схемы рамы к расчетной;
2.2.2. Определение расчетных нагрузок;
2.2.3. Статический расчет рамы;
2.2.4. Определение расчетных сочетаний усилий
2.3. Система связей
2.3.1. Связи покрытия;
2.3.2. Связи между колоннами
2.4. Конструкции покрытий
2.4.1. Прогоны;
2.4.2. Стропильные и подстропильные фермы
2.5. Колонны промышленных зданий
2.5.1. Расчетные длины колонн;
2.5.2. Примеры расчета колонн;
2.6. Подкрановые конструкции
2.6.1. Общая характеристика подкрановых конструкций;
2.6.2. Нагрузки;
2.6.3. Особенности действительной работы подкрановых конструкций;
2.6.4. Конструктивные решения подкрановых балок;
2.6.5. Расчет подкрановых балок;
2.6.6. Опорные узлы подкрановых балок;
2.6.7. Крановые рельсы и их крепление к подкрановым балкам;
2.6.8. Особенности проектирования балок путей подвесных кранов

ГЛАВА 3 ОБЛЕГЧЕННЫЕ РАМНЫЕ КОНСТРУКЦИИ

3.1. Технические решения
3.2. Типы рамных конструкций
3.2.1. Рамы из перфорированных двутавров;
3.2.2. Рамы с элементами переменной жесткости из прокатных двутавров;
3.2.3. Рамы с ригелем постоянного сечения с гибкой стенкой;
3.2.4. Каркасы рамно-балочного типа;
3.2.5. Облегченные рамы малых пролетов;
3.2.6. Каркасы зданий с применением решетчатых рам;
3.2.7. Особенности конструирования и расчета узловых соединений рам

ГЛАВА 4 КОНСТРУКЦИИ МНОГОЭТАЖНЫХ ЗДАНИЙ

4.1. Области применения
4.2. Объемно-планировочные и конструктивные решения многоэтажных зданий
4.3. Основные положения проектирования стальных конструкций многоэтажных
зданий
4.4. Нагрузки и воздействия на каркасы многоэтажных зданий
4.5. Особенности расчета конструкций
4.6. Конструкции элементов каркаса

ГЛАВА 5 АРОЧНЫЕ КОНСТРУКЦИИ

5.1. Общие сведения
5.2. Особенности конструирования арок и опор
5.3. Компоновка арочных покрытий
5.4. Расчет арочных конструкций
5.4.1. Нагрузки и воздействия;
5.4.2. Расчет на прочность и устойчивость;
5.4.3. Расчет опорных частей

ГЛАВА 6 КУПОЛЬНЫЕ КОНСТРУКЦИИ

6.1. Общие сведения
6.2. Принципы формообразования куполов
6.3. Узловые соединения элементов куполов
6.4. Расчет куполов
6.4.1. Ребристые купола;
6.4.2. Купола ребристо-кольцевые и ребристо-кольцевые со связями;
6.4.3. Сетчатые купола

ГЛАВА 7 ПРОСТРАНСТВЕННЫЕ СТЕРЖНЕВЫЕ КОНСТРУКЦИИ ПЛОСКИХ ПОКРЫТИЙ

7.1. Принципы построения систем регулярной структуры.
Достоинства и недостатки структур
7.2. Конструкции структурных плит. Кристаллические структуры. Решения узлов
7.2.1. Виды кристаллических решеток, применяемые в структурах;
7.2.2. Конструкции структур и узлы сопряжений;
7.2.3. Системы опор и опорные узлы структурных плит;
7.2.4. Устройство кровли по структурным плитам
7.3. Особенности расчета структурных плит
7.3.1. Метод двойного перехода для приближенного расчета структурных плит;
7.3.2. Определение усилий в сечениях плиты с помощью справочных таблиц;
7.3.3. Особенности автоматизированного расчета структурных плит
7.4. Последовательность и особенности проектирования структурных плит.
Примеры приближенного расчета структурных плит

ГЛАВА 8 ВИСЯЧИЕ ПОКРЫТИЯ

8.1. Общие положения
8.1.1. Конструктивные особенности висячих покрытий;
8.1.2. Опорные конструкции покрытий;
8.1.3. Материалы;
8.1.4. Нагрузки;
8.1.5. Основы теории пологой гибкой нити
8.2. Однопоясные системы висячих покрытий с параллельными нитями
8.3. Однопоясные системы с радиальными нитями
8.3.1. Типы покрытий и их компоновка;
8.3.2. Конструкции и расчет опорных колец;
8.3.3. Особенности расчета покрытий
8.4. Висячие покрытия с нитями конечной изгибной жесткости
8.4.1. Общая характеристика и конструктивные особенности;
8.4.2. Нити, изгибающиеся под влиянием постоянной нагрузки;
8.4.3. Нити, не испытывающие изгиба под влиянием постоянной нагрузки;
8.5. Двухпоясные системы покрытий
8.5.1. Общая характеристика и конструктивные особенности;
8.5.2. Основы расчета двухпоясных систем;
8.5.3. Вантовые предварительно напряженные фермы
8.6. Перекрестные системы двоякой кривизны
8.6.1. Компоновка и работа несущих систем;
8.6.2. Особенности расчета перекрестных систем
8.7. Металлические висячие оболочки-мембраны
8.7.1. Общие положения;
8.7.2. Цилиндрические мембраны;
8.7.3. Провисающие мембраны;
8.7.4. Шатровые мембраны;
8.7.5. Гипары

ГЛАВА 9 РЕМОНТ И РЕКОНСТРУКЦИЯ СТАЛЬНЫХ КАРКАСОВ ЗДАНИЙ

9.1. Оценка технического состояния конструкций
9.1.1. Обследование металлических конструкций;
9.1.2. Дефекты и повреждения металлических конструкций;
9.1.3. Определение нагрузок;
9.1.4. Оценка качества стали эксплуатируемых конструкций.
Определение расчетных сопротивлений материала и соединений;
9.1.5. Проверочные расчеты конструкций;
9.1.6. Результаты оценки технического состояния конструкций
9.2. Усиление конструкций
9.2.1. Особенности расчета элементов и соединений, усиленных под нагрузкой;
9.2.2. Усиление балок;
9.2.3. Усиление стропильных ферм;
9.2.4. Усиление колонн;
9.2.5. Примеры расчета элементов и соединений, усиленных под нагрузкой

ГЛАВА 10 ОГРАЖДАЮЩИЕ КОНСТРУКЦИИ

10.1. Кровельные настилы
10.1.1. Виды кровельных настилов;
10.1.2. Профилированные листы;
10.1.3. Расчет стальных профилированных листов;
10.2. Бескаркасные панели покрытия
10.2.1. Двухслойные бескаркасные панели (монопанели);
10.2.2. Трехслойные бескаркасные панели (типа «Сандвич»);
10.2.3. Каркасные панели
10.3. Стеновое ограждение
10.3.1. Конструктивные решения;
10.3.2. Фахверк стенового ограждения;
10.3.3. Расчет элементов фахверка;
10.3.4. Стены неотапливаемых и отапливаемых зданий;
10.3.5. Окна, двери, витражи, элементы интерьера

Монтаж металлических конструкций одноэтажных промышленных зданий.

Монтажными элементами промышленных зданий со стальными каркасами являются колонны, подкрановые балки, подстропильные и стропильные фермы, элементы фахверка, связи, стальной профилированный настил.

Габаритные размеры отправляемых на стройки конструкций зависят от условий перевозки. Часто масса конструкции оказывается меньше грузоподъемности монтажного крана и перед монтажом конструкцию укрупняют. Это позволяет сократить количество подъемов крана, а значит ускорить монтаж. При монтаже укрупненных конструкций достигается главное — сокращение времени работы на высоте, более рациональное использование монтажного оснащения и улучшение условий работы.

Стальные конструкции поступают с заводов-изготовителей частями (отправочными марками). Строительные конструкции делят на составные части, если они не помещаются на железнодорожную платформу или на специально оборудованные полуприцепы к тягачам. Для укрупнения металлоконструкций в монтажные блоки на строительной площадке оборудуют площадки укрупнительной сборки на складе конструкций или в непосредственной близости от зоны монтажа.

Стальные фермы, балки и колонны, имеющие в стыках сборочные отверстия, фиксирующие взаимное расположение частей укрупняемых элементов, собирают на стеллажах в горизонтальном положении с применением болтов и пробок, которые фиксируют взаимное положение элементов и предотвращают их сдвиг. Если нет сборочных отверстий в местах соединения конструкций, то к стеллажам крепят фиксаторы, по которым определяют основные размеры укрупняемого элемента. Когда в собираемой конструкции в местах примыкания к фиксаторам имеются монтажные отверстия, то в фиксаторах также сверлят отверстия и конструкции крепят к фиксаторам болтами.

Стальные подкрановые балки для крайних рядов колонн укрупняют в вертикальном положении вместе с тормозными конструкциями. Одновременно с укрупнительной сборкой конструкции обстраивают лестницами, люльками, натягивают предохранительные канаты. На конструкции прикрепляют детали, необходимые для монтажа и сборки непосредственно в проектном положении.

Для одноэтажных зданий с металлическим каркасом рекомендуется комплексный монтаж, когда в отдельной монтажной ячейке последовательно устанавливаются колонны, подкрановые балки, подстропильные и стропильные фермы, укладывается кровельное покрытие.

Монтаж колонн.

Металлические колонны, устанавливаемые на сплошные бетонные фундаменты, можно опирать:

■ на заранее заделанные в фундаменты анкерные болты с подливкой в местах соединения цементного раствора после выверки установленной колонны по двум взаимно перпендикулярным осям;

■ непосредственно на поверхность фундаментов, возведенных до проектной отметки фрезерованной подошвы колонны без последующей подливки цементным раствором;

■ на заранее установленные, выверенные (со слоем цементного раствора при необходимости) стальные опорные плиты с верхней строганой поверхностью (безвыверочный монтаж).

При подготовке колонн к монтажу на них наносят следующие риски: продольной оси колонны на уровне низа колонны и верха фундамента.

Колонны, устанавливаемые на фундаменты, обеспечивают только анкерными болтами при наличии у колонны широких башмаков и при их высоте до 10 м. Более высокие колонны с узкими башмаками кроме крепления на болтах расчаливают в плоскости наименьшей жесткости с двух сторон. Расчалки закрепляют на верхней части колонны до ее подъема и при установке раскрепляют к якорям или рядом расположенным фундаментам. После натяжения расчалок с колонны можно снимать стропы.

Снимать расчалки можно только после закрепления колонн постоянными элементами. Устойчивость колонн в направлении оси здания обеспечивают подкрановыми балками и связями, установленными после монтажа первой пары колонн и соединяющей их подкрановой балки.

Металлические колонны, устанавливаемые на фундаменты, закрепляют в процессе монтажа анкерными болтами. Если под основание колонны подложены металлические прокладки, то они должны быть приварены. Колонны верхних ярусов (например, во встроенной этажерке) крепят высокопрочными болтами или сваривают.

Выверка конструкций каркаса, особенно колонн, требует больших затрат труда. Применение метода безвыверочного монтажа позволяет улучшить качество работ при одновременном сокращении сроков возведения сооружения.

Для безвыверочного монтажа необходима соответствующая подготовка конструкций на заводе-изготовителе и на строительной площадке. Повышенная точность изготовления конструкций обеспечивается следующим:

■ конструкции башмака колонн и опорной плиты башмака изготовляют и поставляют на объект раздельно;

■ торцы двух ветвей колонн должны быть фрезерованными;

■ опорные плиты изготовляют строгаными.

К каждой опорной плите должны быть приварены 4 планки с нарезными отверстиями для установки болтов; на ветви колонн должны быть нанесены осевые риски.

При безвыверочном способе монтажа стальные колонны опираются на стальную плиту. В этом случае поверхность фундаментов бетонируют ниже проектной отметки на 50. 60 мм и после точной установки плиты подливают цементным раствором. Опорную плиту устанавливают регулировочными болтами на опорные планки, которые должны быть забетонированы в фундамент заподлицо с его поверхностью как закладные детали. Опорную плоскость плиты выставляют регулированием гаек установочных винтов по нивелиру. Величина фактической отметки опорной плиты не должна отличаться от проектной больше, чем на 1,5 мм.

При установке колонны осевые риски на ее ветвях совмещают с рисками, нанесенными на опорных плитах, что обеспечивает проектное положение колонны, и она может быть закреплена анкерными болтами. Дополнительного смещения колонны для выверки по осям и по высоте в этом случае не требуется. После установки расчалок к смонтированным конструкциям колонн и их натяжения начинают монтировать подкрановые балки. Установленные по осевым рискам подкрановые балки не требуют дополнительной выверки. После их закрепления на болтах снимают расчалки.

Монтаж подкрановых балок.

Подкрановые балки устанавливают сразу после монтажа колонн в монтажной ячейке. При подъеме подкрановую балку удерживают двумя оттяжками. Принимающие балку на высоте монтажники находятся на подмостях или площадках, на монтажных лестницах. Они удерживают конструкцию от соприкосновения с ранее установленными элементами и разворачивают ее в нужном направлении перед установкой. Правильность опускания балки контролируют по совпадению рисок продольной оси на балке и консоли, а также по риске ранее установленной балки. Отклонение от вертикали устраняют, устанавливая под балку металлические подкладки. Балку временно крепят анкерными болтами.

При установке колонн с фрезерованными подошвами на фундаменты, забетонированные до проектной отметки, или на строганые металлические плиты положение подкрановых балок выверяют только по направлению главной оси.

Стальные конструкции одноэтажных промышленных зданий

Пространственную систему металлических конструк­ций, образованную колоннами, подкрановыми балками, фермами, прогонами и связями, называют стальным каркасом.Пространст­венная жесткость каркаса обеспечивается укладкой подкрановых балок, прогонов, связей между поперечными рамами.

Элементы каркаса изготовляют из малоуглеродистых и высоко­прочных сталей. Сопряжение элементов стального каркаса осуществ­ляют на болтах, сварке и заклепках (при значительных динамических нагрузках).


Рис. 20. Основные типы стальных колонн:

а — сплошного постоянного сечения для зданий без мостовых кранов;

б — то же двухветвевого сечения; в — сплошного сечения для зданий,

оборудованных мостовыми кранами; г— то же, двухветвевого переменного

сечения; д — то же, раздельного типа переменного сечения

Каркасы одноэтажных промышленных зданий с пролетами 18,24, 30, 36 м и шагом колонн 6 и 12 м возводят из типовых металлических конструкций.

Стальные каркасы допускаются: при высоте одноэтажного зда­ния более 14,4 м; при грузоподъемности кранов 50 т и более; при пролетах здания 30 м и более, а в неотапливаемых зданиях — 18 м и более; при двухъярусном расположении кранов; при высоких дина­мических нагрузках; при строительстве в труднодоступных районах.

Устройство стального каркаса наиболее оправдано для многих цехов металлургической промышленности (мартеновские, прокат­ные и др.) и в цехах тяжелого машиностроения.

Повышение коррозионной стойкости стального каркаса дости­гается нанесением соответствующих защитных покрытий — масля­ных красок, битумных лаков. С этой же целью для работы в агрессив­ной среде следует применять круглые, гнутые, сплошностенчатые конструктивные формы элементов, в которых отсутствуют места скоп­ления влаги и пыли, являющиеся источником развития коррозии.

Защита стальных конструкций от чрезмерного нагрева произво­дится облицовкой огнеупорными материалами (керамикой, бетона­ми) и установкой отражающих экранов при постоянном источнике теплоизоляции (на некоторых участках горячих цехов).

Применение железобетонных настилов по стальным фермам приводит к увеличению расхода металла, поэтому предпочтительно использование легких ограждающих конструкций (профилирован­ный стальной лист, асбестоцементные изделия, эффективный утеп­литель).

Типы стальных колонн. Их опирание на фундамент

В колоннах различают следующие части:

• оголовок, воспринимающий нагрузку от вышележащих конструкций;

• стержень (ствол), имеющий надкрановую и подкрановую части;

  • башмак (база), передающий нагрузку на фундамент.

Стальные колонны (рис. 20) различают по следующим призна­кам:

  • по местоположению: для крайних и средних рядов;
  • по конструкции ствола: постоянного сечения, переменного (сту­пенчатого) сечения;
  • по сечению ствола: сплошные, сквозные (из отдельных ветвей, соединенных раскосами или планками), смешанного типа (надкрановая часть сплошная, подкрановая сквозная).

Колонны постоянного сечения представляют собой прокатные сварные двутавры с консолями для опирания подкрановых балок. Их устанавливают в бескрановых или крановых зданиях высотой 8,4-9,6 м (при грузоподъемности кранов до 20 т). Привязка крайних колонн: при Н= 6—8,4 м — нулевая; при Н= 8,4—9,6 м — 250 мм.



Расстояние от уровня пола до верха подколонника 600 мм (для колонн =8,4—9,6 м), 200 мм (для колонн Н = 6—8,4 м).

Рис. 21. Стальные подкрановые балки:

а — сплошного сечения из прокатных двутавров с усилением верхних полок;

б — то же сварные; в — то же, клепаные; г — сквозного сечения;

д — крепление балок к железобетонной колонне; е — то же к стальной;

ж — крепление рельса к балке крюками; з — то же лапками;

1 — тормозная балка; 2 — крепежная планка; 3 — упорный уголок;

4 — стальная фасовка; 5 — подставка; 6 — цементно-песчаный раствор;

7 — опорное ребро; 8 — рельс; 9 — крюк; 10 — стальная лапка

Ступенчатые (двухветвевые) колонны предназначены для зданий с высотой этажа 9,6—18 м, оборудованных кранами грузоподъемно­стью до 125 т. Надкрановая часть колонны (шейка) выполняется из сварного двутавра, подкрановая состоит из двух ветвей, соединен­ных решеткой. Подкрановую часть двухветвевых колонн выпол­няют из прокатных швеллеров и двутавров (при высоте сечения до 400 мм), из гнутых швеллеров и двутавров сварных или прокатных (при высоте сечения 400—650 мм).

Башмаки стальных колонн крепят к анкерным болтам, заделан­ным в железобетонный фундамент. Опирание осуществляют через слой цементно-песчаного раствора или бетона на мелком заполни­теле. Конструкция башмака зависит от сечения колонны, характера нагрузки (центральная, внецентренная). Башмаки колонн сплош­ных и решетчатых (при небольшом расстоянии между ветвями) име­ют общую базу. В зависимости от высоты траверсы нижний торец колонны располагают на отметке 0,6—0,9 м. Заглубленную часть колонны для защиты от коррозии бетонируют.

Подкрановые балки

Двутавровые балки пролетом 6 и 12 м применяют в зданиях с мостовыми кранами грузоподъемностью до 200 т. Сечение балок симметричное или асимметричное (с уширенным верхним поясом), вертикальная стенка сплошная, усиленная двусторонними реб­рами, расположенными через 1,5 м. Высота подкрановых балок 600—2050 мм, их изготовляют из прокатного металла и сварными (рис. 21).

По статической работе подкрановые балки делят на разрезные, имеющие по всей длине постоянное сечение и стыкуемые на опорах; неразрезные, компонуемые из различных сечений, со стыками, расположенными в четвертях пролета.

Тормозные балки и фермы (рис. 22) обеспечивают устойчивость подкрановых балок и воспринимают тормозные усилия мостовых кранов. Их закрепляют к поясам подкрановых балок и сверху при­варивают стальной рифленый лист, используемый для прохода вдоль подкрановых путей. При шаге колонн 6 м верхние пояса подкрано­вых балок связывают тормозными балками только в связевых шагах колонн. При шаге колонн 12 м при устройстве проходов при кранах грузоподъемностью более 75 т по всей длине подкрановых балок устраивают тормозные фермы.

Крановые пути для кранов грузоподъемностью до 20 т устраива­ют из железнодорожных рельсов, закрепленных крюками или план­ками с вертикальными ребрами.

Для кранов грузоподъемностью более 20 т укладывают рельсы от КР-50 до КР-140, закрепляемые болтами с прижимными лапка­ми. Концевые опоры приваривают к подкрановой балке и снабжа­ют брусчатым амортизатором.

Балки опирают на колонны через опорные торцовые ребра и крепят к ним болтами и планками. Между собой балки соединяют болтами, пропускаемыми через опорные ребра. Балки изготовляются средние и крайние. Крайние балки устанавливаются у температур­ных швов и в торцах пролетов, у этих балок одна из опор отодвинута на 500 мм.

При опирании балок на железобетонные колонны под балки устанавливают специальные подставки (рис. 21, д).



Рис. 22. Тормозные элементы подкрановых балок:

а — тормозная балка, соединяющая подкрановые конструкции

на средних колоннах; б — тормозная ферма, соединяющая подкрановые

конструкции на средних колоннах; в — тормозная балка для крайних колонн;

г — тормозная ферма для крайних колонн;

1 — двутавровые подкрановые балки; 2 — стальной рифленый лист,

усиленный снизу ребрами из уголков; 3 — решетка из уголков; 4 — швеллер;

5 — вертикальная решетка тормозной фермы; 6 — стальные уголки,

поддерживающие раскосы тормозной балки


Рис. 23. Схемы стальных стропильных и подстропильных ферм:

а — с параллельными поясами для плоских покрытий;

б — треугольная для неутепленных покрытий; в — подстропильная

с параллельными поясами; г— подстропильная треугольная

Стропильные и подстропильные фермы покрытий

Стальные типовые фермы пролетом 18—36 м применяют в плос­ких и скатных покрытиях. Их изготовляют из углеродистых и низ­колегированных сталей.

Стропильные фермы с параллельными поясами (рис. 23) предна­значены для устройства плоской кровли из железобетонных плит или стального профилированного настила. Шаг ферм 6, 12 м.

Элементы фермы изготовляют из уголков, широкополочныхтав-ров, соединяемых в узлах электросваркой или высокопрочными болтами. Верхний и нижний пояса фермы имеют уклон 1,5%, что компенсирует провисание конструкции в процессе эксплуатации. При креплении путей подвесных кранов фермы усиливают допол­нительными подвесками. У опор ферм на колонны устанавливают опорные стойки двутаврового сечения, поэтому длина ферм, постав­ляемых заводом-изготовителем, будет на 400 мм меньше за счет уко­рочения крайних панелей поясов ферм.

В крайних рядах наружная линия стойки служит продолжением наружной грани колонны, что обеспечивает крепление наружных стен к каркасу по всей высоте.

Фермы шарнирно опирают на колонны. При шаге колонн край­них рядов 6 м, а средних 12 м и более возникает необходимость уста­новки подстропильных ферм.

Решетка ферм определяется целесообразным распределением усилий между раскосами и стойками. При этом расстояние между углами ферм принимают обычно по верхнему поясу 3 м, по нижне­му — 6 м. В фермах пролетом 24, 30, 36 м для удобства устройства монтажного стыка посредине пролета появляется дополнительный вертикальный элемент.


Рис. 24. Установка связей в покрытии (шатре) стального каркаса:

а — в уровне верхнего пояса стропильных ферм; б — в уровне нижнего пояса

стропильных ферм; в — продольный разрез (шатра) в коньке;

г — продольный разрез (шатра) по опорам стропильных ферм;

1 — фермы; 2 — горизонтальные связи; 3 — вертикальные связи

в виде фермы с параллельными поясами; 4 — распорки (в коньковых

узлах фермы); 5 — поперечная связевая ферма (в середине

температурного блока); 6 — продольная связевая ферма;

7 — растяжки (в уровне нижнего пояса фермы)

Связи в стальном каркасе

Конструктивные элементы (связи), установленные между стро­пильными фермами и колоннами, обеспечивают пространственную жесткость каркаса (рис. 24, 25). Вертикальные связи:

между стальными колоннами разделяют на основные и верхние. Основные располагают по высоте подкрановой части колонны в середине температурного блока в каждом ряду колонн. Верхние вертикальные связи (в надкрановой части колонн) располагают по границе температурного блока и в местах расположения вер­тикальных связей между фермами покрытия; между стропильными фермами закрепляют вертикальные крес­товые связи или фермочки с параллельными поясами. Их распо­лагают между опорами ферм по краям и в середине пролета. Горизонтальные связи: • горизонтальные связи по нижним поясам ферм располагают поперек и вдоль пролетов, поперечные — у торцов и температур­ных швов. Если температурный блок 120—150 м и краны боль­шой грузоподъемности, то промежуточные связевые фермы устраивают через 60 м. Продольные горизонтальные связи устраивают по крайним панелям нижних поясов стропильных ферм. В однопролетных — вдоль обоих рядов колонн, в много­пролетных — вдоль крайних и через ряд вдоль средних. Если примыкают два пролета, разных по высоте, продольные связи располагают с обеих сторон колонн; горизонтальные связи по верхнему поясу ферм устанавливают в торцах и у температурного шва. Если длина блоков больше 96 м, то через 42—60 м ставят промежуточные связевые фермы. Распорки устанавливают на участках покрытия под фонарями в коньковых узлах ферм.

Узлы стального каркаса

Опирание подкрановых балок на консоли (рис. 26) или выступы колонн осуществляется нижней строганой кромкой опорных ребер, которые соединяются между собой болтами. Верхнюю часть балок закрепляют стальными планками, приваренными к колоннам.

Сопряжение стропильных ферм с колоннами выполняют шарнир­ным (рис. 27). К надопорной стойке, закрепленной на оголовке колонны, прикрепляют болтами верхний и нижний пояса ферм.

Сопряжение подстропильных ферм на оголовке колонны. Ниж­ний пояс фермы примыкает к надопорной стойке из сварного дву­тавра и крепится к ней болтами.


Рис. 25. Связи в шатре стального каркаса:

1 — колонны; 2 — связи по нижнему поясу ферм;

3 _ связи по верхнему поясу ферм; 4 — распорки;



5 _ вертикальные связи в плоскости конька

Рис. 26. Крепление Рис. 27. Сопряжение

подкрановых балок: стропильных ферм с колонной:

а - к крайней колонне; а - на опоре; б - в пролете

б — к средней колонне; 1 — консоль колонны;

2 — подкрановая балка; 3 — крепежные планки

Сопряжение стропильной фермы с подстропильной осуществляют на опорном столике нижнего пояса (рис. 28).

Смешанные каркасы

Каркас, у которого сжатые и изгибаемые элементы выполнены из различного материала, называют смешанным. Для одноэтажных промышленных зданий целесообразны каркасы следующих видов: колонны — железобетонные, подкрановые балки, несущие конструк­ции покрытия — стальные; колонны — железобетонные, несущие конструкции покрытия — деревянные; колонны — металлические, конструкции покрытия —деревянные.

За счет рациональной работы элементов каркаса: железобетон­ных на сжатие, металлических и деревянных на изгиб — снижается материалоемкость здания. Уменьшение массы покрытия позволяет сократить размеры сечения колонн и подошвы фундаментов.


Рис. 28. Сопряжение стальных стропильных и подстропильных ферм:

а — схема установки ферм; б — сопряжение ферм на оголовке колонн;

е — сопряжение ферм в пролете;

1 — колонна; 2 — надопорная стойка; 3 — стропильные фермы;

4 — покрытие; 5 — подстропильная ферма; 6 — столик для опирания

стропильной фермы; 7 — нижний узел стропильной фермы; 8 — нижний узел

подстропильной фермы; 9 — верхние узлы стропильных ферм

Наиболее распространены каркасы с несущими элементами по­крытия из металла. Металлические фермы устанавливают на желе­зобетонные колонны через опорную плиту. Смонтированные кон­струкции закрепляют анкерными болтами, заделанными в оголов­ке колонны.

Здания из легких металлических конструкций

Несущие конструкции, прочность которых повышена благодаря применению высоких марок металла или эффективных профилей, а ограждающие элементы выполнены из тонколистового металла с эффективным утеплителем, называют легкими.

Из легких металлических конструкций возводят одноэтажные промышленные здания пролетом 18 и 24 м. Шаг колонн в крайних рядах 6 и 12 м, в средних —12 м.

Получили распространение здания со структурным покрытием из прокатных профилей или труб (рис. 29). Колонны в таких зда­ниях — из прокатных или сварных двутавров, из труб диаметром


Рис. 29. Здания со структурными покрытиями из труб

или прокатных профилей:

1 — колонны; 2 — подкрановые балки; 3 — пространственная структура

(из труб или прокатных профилей); 4 — покрытие из стального настила;

5 — зенитные фонари; 6 — прогоны покрытия;

7 _ панели из металлических листов с эффективным утеплителем;

8 _ окно; 9 — цоколь; 10 — стойка стенового фахверка;

11 — ригели стенового фахверка

325-530 мм. Подкрановые балки двутавровые сварные. Покрытие — пространственная структура, собранная из прокатных уголков или труб. Элементы структуры соединяются в узлах с помощью высоко­прочных болтов, сварки, полусфер с внутренней резьбой. Фермы из круглых труб разработаны для устройства по ним легкого покрытия из стального профилированного листа.

Подстропильные конструкции для ферм из круглых труб при шаге колонн 12 м имеют треугольное очертание. Пояса их выполне­ны из круглых труб, а стойки из усиленного местами прокатного двутавра.

Прогоны выполняют из прокатных швеллеров высотой сечения 200-250 мм в зависимости от расчетной нагрузки. В необходимых случаях, особенно в ендовах, прогоны могут применяться усилен­ные или состоять из двух швеллеров. При шаге ферм 12 м прогоны устраивают решетчатого типа. Они имеют треугольную форму, верхний пояс — из парных прокатных швеллеров, а решетки — из одиночных холодногнутых.

Здания из легких металлических конструкций предназначены для предприятий машиностроения, легкой, пищевой и деревообра­батывающей промышленности.

Как оформить тьютора для ребенка законодательно: Условием успешного процесса адаптации ребенка может стать.

Опасности нашей повседневной жизни: Опасность — возможность возникновения обстоятельств, при которых.

Поиск по сайту

Читайте также: