Виды связей в металлических конструкциях
Обновлено: 11.05.2024
Несущей основой промышленных зданий является каркас, состоящий из поперечных и продольных рам. Элементы каркаса, соединяющие между собой поперечные рамы, называют связями.Они воспринимают нагрузки от торможения кранов и ветра, обеспечивая пространственную жесткость каркаса.
По характеру расположения связибывают горизонтальные установленные в плоскости верхнего и нижнего пояса ферм, и вертикальные установленные между колоннами или фермами в вертикальной плоскости.
: Конструктивное решение связей зависит от высоты здания, величины пролета, шага колонн, наличия кранов и их грузоподъемности.
Роль горизонтальных связей выполняют плиты покрытия (рис. 38,а). После сварки опорных закладных деталей и заделки швов покрытие приобретает качества «сплошного диска», повышающего пространственную жесткость здания.
- Устойчивость стропильных балок и ферм (в торцах фонарных проемов) обеспечивается горизонтальными крестовыми связями, установленными в уровне верхнего пояса. В последующих пролетах (под фонарями) устанавливают стальные распорки.
Ветровые фермы (рис. 38,6) в виде системы горизонтальных связей устанавливают в торцовых стенах зданий значительной высоты. Такие фермы располагаются на уровне подкрановых балок или нижнего пояса ферм.
Горизонтальные крестовые связи в уровне нижнего пояса балок и
ферм имеют здания с мостовыми кранами грузоподъемностью более 30 т.
Вертикальные связи между колоннами продольных рядов (рис. 38, в, г) устанавливают в середине температурного блока. При шаге колонн 6 м (рис. 38,(5) ставят крестовые связи, при шаге 12 м (рис. 38,е) портальные. Связи приваривают к закладным деталям колонн. Они воспринимают все горизонтальные нагрузки с покрытия и продольных рам каркаса и передают их на фундамент.
Вертикальные связи между опорами ферм или балок (рис. 38, в, г) ставят в крайних ячейках температурного блока здания с плоским покрытием (без подстропильных конструкций).
Горизонтальные и вертикальные связи являются ответственными элементами каркаса, обеспечивающими неизменяемость и жесткость здания.
Места сопряжений разнотипных элементов сборного каркаса называют узлами.Узлы железобетонных каркасов должны удовлетворять требованиям прочности, жесткости и долговечности; неизменяемости сопрягаемых элементов при действии монтажных и эксплуатационных нагрузок; несложности при монтаже и заделке.
Узлысборного железобетонногокаркаса классифицируют:
По характеру статической работы:
жесткие (рамные), воспринимающие изгибающие моменты, продольные и поперечные силы;
шарнирные, воспринимающие только продольные силы и препятствующие смещению элементов при действии поперечных сил.
По условиям восприятия нагрузки:
расчетные, воспринимающие нагрузки;
нерасчетные, не воспринимающие нагрузок.
По способу заделки:
монолитные, заделанные бетоном;
сборные, соединяемые с помощью болтов и сварки;
сборно-монолитные, сочетающие сварку закладных деталей или выпусков арматуры с последующим замоноличиванием стыка.
Для сборных железобетонных
каркасов характерны следующие узлы.
Сопряжение колонны с фундаментом (рис. 39, а). Глубина заделки колонн прямоугольного сечения 0,85 м, двухветвевого 1,2 м. Стыки замоноличивают бетоном марки не ниже 200. Бороздки на гранях колонны способствуют лучшему сцеплению бетона в полости стыка.
Опирание подкрановой балки на выступы или консоли колонны (рис. 39,6). К опорам балки (до ее установки) приваривают стальной лист с вырезами для анкерных болтов. На опорах колонны балку закрепляют к анкерным болтам и приваривают закладные детали. Верхнюю полку подкрановой балки закрепляют стальными планками, приваренными к закладным деталям.
Опирание подстропильных конструкций на оголовке колонны (рис. 39,г). Закладные детали стыкуемых элементов сваривают потолочным швом.
Крепление подвесных кранов (рис. 39,(?) к конструкциям покрытия. Несущие балки кранов закрепляют болтами к стальным обоймам на строительных конструкциях. Перекидные балки (рис. 40) нагрузку от подвесных кранов перераспределяют между узлами стропильных ферм.
Сопряжение стропильных и подстропильных элементов (рис. 39,е, ж) аналогично креплению ферм и балок на оголовке колонны.
Связи
В связи с изменениями производственной программы Саратовского резервуарного завода выпуск данного оборудования завершен.
Актуальный список товаров доступен в разделе "Продукция".
Металлический каркас состоит из многих несущих элементов (ферма, рама, колонны, балки, ригели), которые необходимо «связывать» друг с другом для сохранения устойчивости сжатых элементов, жесткости и геометрической неизменяемости конструкции всего здания. Для соединения конструктивных элементов каркаса служат металлические связи. Они воспринимают основные продольные и поперечные нагрузки и передают их на фундамент. Металлические связи также равномерно распределяют нагрузки между фермами и рамами каркаса для сохранения общей устойчивости. Важным их назначением является противодействие горизонтальным нагрузкам, т.е. ветровым нагрузкам.
Саратовский резервуарный завод производит связи из горячекатаных сортовых уголков, гнутых уголков, гнутых профильных труб, горячекатаных профильных труб, круглых труб, горячекатаные и гнутых швеллеров и двутавр. Общая масса используемого металла должна составлять приблизительно 10% от общей массы металлоконструкции здания.
Основными элементами, которые соединяют связи, являются фермы и колонны.
Металлические связи колонн
Связи колонн обеспечивают поперечную устойчивость металлической конструкции здания и его пространственную неизменяемость. Связи колонн и стоек являются вертикальными металлоконструкциями и конструктивно представляют собой распорки или диски, которые формируют систему продольных рам. Назначение жестких дисков – крепление колонн к фундаменту здания. Распорки соединяют колонны в горизонтальной плоскости. Распорки представляют собой продольные балочные элементы, например, межэтажные перекрытия, подкрановые балки.
Внутри связей колонн различают связи верхнего яруса и связи нижнего яруса колонн. Связи верхнего яруса располагают выше подкрановых балок, связи нижнего яруса, соответственно, ниже балок. Основными функциональными назначениями нагрузок двух ярусов являются способность передачи ветровой нагрузка на торец здания с верхнего яруса через поперечные связи нижнего яруса на подкрановые балки. Верхние и нижние связи также способствуют удерживанию конструкции от опрокидывания в процессе монтажа. Связи нижнего яруса к тому же передают нагрузки от продольного торможения кранов на подкрановые балки, что обеспечивает устойчивость подкрановой части колонн. В основном в процессе возведения металлоконструкций здания используются связи нижних ярусов.
Схема вертикальных связей между колоннами
Металлические связи ферм
Для придания пространственной жесткости конструкции здания или сооружения металлические фермы также соединяются связями. Связь ферм представляет собой пространственный блок с прикрепленными к нему смежными стропильными фермами. Смежные фермы по верхним и нижним поясам соединены горизонтальными связями ферм, а по стойкам решетки – вертикальными связями ферм.
Горизонтальные связи ферм по нижним и верхним поясам
Горизонтальные связи ферм бывают также продольными и поперечными.
Нижние пояса ферм соединяются поперечными и продольными горизонтальными связями: первые фиксируют вертикальные связи и растяжки, за счет чего уменьшается уровень вибрации поясов ферм; вторые служат опорами верхних концов стоек продольного фахверка и равномерно распределяют нагрузки на соседние рамы.
Верхние пояса ферм соединяются горизонтальными поперечными связями в виде распорок или прогонов для сохранения запроектированного положения ферм. Поперечные связи объединяют верхние пояса фермы в единую систему и становятся «замыкающей гранью». Распорки как раз предотвращают смещение ферм, а поперечные горизонтальные фермы/связи предотвращают от смещения распорки.
Вертикальные связи ферм необходимы в процессе возведения здания или сооружения. Их как раз и называют зачастую монтажными связями. Вертикальные связи способствуют сохранению устойчивости ферм из-за смещения их центра тяжести выше опор. Вместе с промежуточными фермами они образуют пространственно-жесткий блок с торцов здания. Конструктивно вертикальные связи ферм представляют собой диски, состоящие из распорок и ферм, которые располагаются между стойками стропильных ферм по всей длине здания.
Вертикальные связи колонн и ферм
Конструкции металлических связей стального каркаса
По конструкции металлические связи также бывают:
перекрестные связи, когда элементы связей пересекаются и соединяются между собой посередине
угловые связи, которые располагаются несколькими частями в ряд; применяются в основном для строительства малопролетных каркасов
портальные связи для каркасов П-образного вида (с проемами) имеют большую площадь поверхности
Основным типом соединения металлических связей – это болтовое, так как такой вид крепления максимально эффективен, надежен и удобен в процессе монтажа.
Специалисты Саратовского резервуарного завода спроектируют и изготовят металлические связи из любого профиля в соответствии с механическими требованиями к физико-химическим свойствам материала в зависимости от технико-эксплуатационных условий.
Надежность, устойчивость и жесткость металлического каркаса Вашего здания или сооружения во много зависит от качественного изготовления металлических связей.
Связи для обеспечения общей устойчивости и неизменяемости каркаса
Основными элементами связей для обеспечения общей устойчивости и неизменяемости каркаса являются гибкие предварительно напряженные крестовые связи, распорки и диафрагмы (рис. 2 а). Наиболее часто применяются связи из круглой углеродистой или низколегированной стали диаметром 16-30 мм. Применение связей большего диаметра связано со сложностями их монтажа и значительным провисанием под собственным весом. Расчетное сопротивление связей принимается согласно как для растянутых болтовых соединений с коэффициентом условия работы для затяжек, подвесок γс = 0,9.
Предварительное натяжение гибких связей сопоставимо с усилиями в них от внешней нагрузки, и приводит к появлению дополнительных усилий в конструкциях рам и связевых блоков (распорок, диафрагм и т.д.), которые должны быть учтены при расчете.
Для распорок обычно используются элементы замкнутого сечения из круглых или прямоугольных труб с монтажными болтовыми соединениями (рис. 2 б). Некоторые конструктивные решения узлов распорок приведены на рис. 2 в. Несущая способность узлов крепления определяется согласно работе. При конструировании узлов тонкостенных распорок (толщина стенок 2,5-4 мм) рекомендуется избегать сложных в производстве прорезных ребер. Для повышения несущей способности узлов таких распорок, более эффективным является применение опорных фасонок в виде гнутых швеллера, уголка или Z-профиля (см. рис. 2 в).
В узлах жесткого сопряжения ригеля с крайними стойками, а также в местах опирания ригеля на средние колонны распорки связевого блока обычно объединяются со связями, предотвращающими закручивание узла и потерю устойчивости рамных конструкций по изгибно—крутильной форме (рис. 3 а). При этом образуются диафрагмы, соединяющие пояса соседних рам и препятствующие их повороту. Таким образом, на диафрагмы одновременно действуют нагрузки, передающиеся со связевого блока и поперечные нагрузки с раскрепляемых рам. Эти нагрузки могут действовать в одном или различных направлениях, поэтому при расчетах диафрагм следует использовать две расчетных схемы (рис. 3 б). При расчете поясов диафрагм принимается, что узлы рам поворачиваются в разные стороны, а при расчете решетки — в одну сторону.
Обычно диафрагмы выполняются в виде решетчатых конструкций. При малых расстояниях между поясами вместо решетки может использоваться сплошной гладкий или гофрированный лист. При большой высоте раскрепляемых ригелей применяются диафрагмы с раздельными элементами поясов и решетки. В ряде случаев диафрагмы выполняются в виде жестких рам. Различные схемы диафрагм представлены на рис. 3 в.
Для сокращения расхода стали, сечение связей может меняться в пределах связевого блока в зависимости от величины действующих усилий. При больших усилиях, для вертикальных связей возможно применение спаренных ветвей из круглой стали или их замена на обычные жесткие связи (рис. 4 б, в, г). Жесткие связи применяются и при повышенных требованиях к деформативности здания. При необходимости устройства проходов или проездов в зоне связевых блоков, устанавливаются портальные решетчатые или рамные связи (рис. 4 д, е). Проектирование рамных связей должно производится с учетом обеспечения их несущей способности по прочности и деформативности.
Сосредоточение горизонтальных и вертикальных связей в пределах малого числа связевых блоков в протяженных зданиях приводит к значительному дополнительному нагружению ригелей и стоек усилиями, передающимися со связей и, следовательно, к увеличению сечения этих рам или к необходимости применения специальных усиленных рам, входящих в состав связевых блоков. Также, для передачи горизонтальных нагрузок от торцов здания к связевому блоку требуются дополнительные конструкции большой протяженности (распорки, растяжки и т.д.) или усиление прогонов покрытия или стен. В этих случаях бывает рациональным установка дополнительных блоков горизонтальных и вертикальных связей, что позволяет избежать перечисленных выше проблем. Особенно эффективны связевые блоки, устраиваемые в уровне покрытия по торцам здания. Торцевые связевые блоки могут устраиваться как для обычных зданий в первом шаге каркаса, либо во втором (см. рис. 1 в и 1 г). Последний вариант установки торцевых горизонтальных связей часто применяется в каркасах с несущим торцевым фахверком (без торцевой рамы). В этом случае связи крепятся к рамам так же, как и в средней части здания, что позволяет унифицировать элементы и узлы конструкций, входящие в связевой блок. Размещении связевого блока в первом шаге приводит к усложнению узлов крепления связей к конструкциям торцевого фахверка и изменению размеров связей и распорок.
Горизонтальные связевые блоки, расположенные в торцах, позволяют сразу воспринять ветровые нагрузки и передать их через систему распорок и диафрагм, проходящих вдоль карниза рамы по всему зданию на вертикальные связи и фундаменты. Карнизные распорки и диафрагмы служат для предотвращения закручивания узла сопряжения ригеля и стойки рамы и присутствуют практически во всех каркасах и поэтому их использование для передачи ветровых нагрузок не приводит к дополнительным расходам.
При больших ветровых нагрузках, дополнительные усилия от ветра могут привести к чрезмерному увеличению сечения карнизных распорок. Для предотвращения этого, фирмой УНИКОН на одном из объектов была использована схема вертикальных связей, позволяющая одновременно уменьшить нагрузки на вертикальные связи основного связевого блока и, практически до нуля уменьшить дополнительные нагрузки от ветра на карнизные распорки. Система вертикальных связей была дополнена диагональными предварительно напряженными связями, расположенными в крайних шагах здания (рис. 5 а). Эти диагональные связи воспринимают ветровые нагрузки с наветренного торца и передают их непосредственно на фундаменты, разгружая карнизные распорки, расположенные между торцом и вертикальными связями основного связевого блока.
При действии на торец пассивной ветровой нагрузки (отcoca), гибкая подветренная связь выключается из работы и усилия от ветра передаются в виде растягивающей нагрузки через распорки и прогоны на основной блок связей (рис. 5 б). Установка гибких диагональных предварительно напряженных связей в крайних шагах каркаса не противоречит нормативным правилам расстановки вертикальных связей по длине здания. Действительно, при температурном расширении продольных конструкций каркаса (карнизных распорок, подкрановых балок и т.д.) гибкие связи не препятствуют деформациям каркаса, как это показано на рис. 5 в. При температурном сжатии продольных конструкций каркаса, эти связи оказывают малое влияние на величину дополнительных усилий в конструкциях каркаса из-за небольшой продольной жесткости.
Наличие торцевых блоков горизонтальных связей покрытия позволяет решить и еще одну важную задачу — раскрепление промежуточных рам при помощи прогонов покрытия без применения дополнительных связевых элементов.
Если имеются только средние связевые блоки, то для раскрепления ригелей рам, расположенных по обеим сторонам этих блоков, обычно применяются специальные жесткие распорки, воспринимающие усилия растяжения или сжатия, возникающие в сжатых поясах рам от условных поперечных сил Qfic (рис. 6 а). Использование для этих целей прогонов кровли не всегда возможно, так как легкие прогоны из-за потери устойчивости практически не воспринимают дополнительные сжимающие усилия. Наличие дополнительных торцевых связевых блоков покрытия позволяет использовать эти прогоны как растяжки, раскрепляющие рамы и закрепленные в торцевых блоках связей покрытия. К этим же блокам можно крепить и растяжки, раскрепляющие нижние пояса рам. В зоне торцевых горизонтальных рам растяжки крепятся либо к специальным диафрагмам, расположенным между рамами (рис. 6 б) и выполняющим роль распорок в связевом блоке, либо непосредственно к распоркам этого блока (рис. 6 в). Последний вариант удобно применять при наличии несущего торцевого фахверка и размещении связевого блока в последнем шаге каркаса.
К специальным конструктивным решениям горизонтальных связей покрытия можно отнести такие, когда связи располагаются по всей поверхности покрытия, как это показано на рис. 7 а. Эти связи, из-за своей многочисленности, имеют весьма малые сечения и могут быть функционально совмещены со связями, раскрепляющими прогоны покрытия.
В некоторой степени это напоминает устройство жесткого связевого диска за счет профлиста покрытия, который здесь не рассматривается.
Противоположным решением является устройство горизонтальных связей в виде криволинейных поясов, пересекающих все покрытие (рис. 7 б).
Вопрос целесообразности и экономичности тех или иных решений горизонтальных связей решается отдельно в каждом конкретном случае.
Конструкции, активные по вектору. Связи
Металлоконструкции в архитектуре » Конструкции, активные по вектору. Связи
Применение вертикальных диафрагм и монолитных ядер жесткости позволяет в целом повысить жесткость каркаса и уменьшить количество необходимых связей, надежно закрепляя здание от перекоса. Такое решение особенно выгодно в многоэтажных зданиях, где отсутствие связей увеличивает функциональность внутреннего пространства и архитектурную привлекательность в целом.
Кроме основной конструкции, несущие системы требуют элементов, которые обеспечивают ее функционирование согласно задуманной концепции.
Классификация связей
Стержневые каркасы с точки зрения расчетной схемы должны обладать геометрической неизменяемостью и работать совместно как единая система на всех этапах жизненного цикла. В регулярных системах этого можно достичь в основном двумя способами – созданием жестких узлов или постановкой связей. Соответственно, в зависимости от применяемого способа обеспечения неизменяемости, каркасы разделяют на закрепленные и не закрепленные от перекоса.
По конструктивной схеме выделяют жесткие и гибкие связи. Не закрепленный от горизонтального смещения каркас является геометрически изменяемой, нестабильной системой. Жесткие связи способны воспринимать сжимающие усилия, транслируя нежелательное силовое воздействие в опору, а гибкие – работают только на растяжение.
Жесткие связи формируют из прокатных элементов: труб, квадратных замкнутых профилей, спаренных уголков или швеллеров. Гибкие связи выполняют из круглой стали или канатов с обязательным предварительным натяжением. Относительно направления восприятия и распределения нагрузок, в каркасах быстровозводимых зданий, организующих ортогональные функциональные объемы, выделяют горизонтальные и вертикальные связи. Они, в свою очередь, могут иметь различную геометрию, сечения элементов и принципы работы.
Основы проектирования связей
В каркасах, закрепленных от перекоса, связи являются второстепенными элементами, и их сечения, как правило, принимают исходя из соображений предельной гибкости элементов. В то же время, в зависимости от принятой конструктивной схемы, в связях могут возникать значительные продольные усилия, выявляемые при пространственном расчете быстровозводимых зданий. Тогда сечения связей подбирают исходя из условий прочности или устойчивости.
Вертикальные связи придают жесткость при действии горизонтальных усилий вертикальным элементам здания, которые соединяют перекрытия или заземляют основной силовой поток. Для сохранения функциональности внутреннего объема вертикальные связи стремятся располагать в плоскости фасадов или в глухих внутренних стенах.
Оси связей должны проходить через центральные оси основных вертикальных элементов – стоек и колонн, однако этому может помешать расположение ограждающих конструкций наружных стен. В таких случаях ограждение смещают вовнутрь или наружу от оси колонн, либо увязывают со связевой системой. В основном связи крепятся шарнирно на обычных болтах и центрируются в узлах элементов основного несущего каркаса. По типу геометрии различают диагональные, треугольные, крестовые, портальные и ромбические связи.
Диагональные связи являются наиболее простыми и недорогими по обустройству, однако дают несимметричное закрепление и должны быть обязательно жесткими. С архитектурной точки зрения диагональные связи нивелируют возможность обустройства просветов, но дают наименьшую визуальную затеняемость в оконных проемах.
Треугольные связи имеют те же характеристики, но дают немного большую связность элементов и более лояльны к обустройству просветов.
Крестовые связи являются наиболее распространенным типом, так как дают максимальную жесткость и достаточно просты в обустройстве, однако стены с крестовыми связями обычно являются глухими.
Портальные и ромбические связи дают максимальную возможность для организации проходов, однако обеспечить с помощью них каркасу такую жесткость, как придают крестовые связи, крайне сложно.
Размещение связей в здании при проектировании зависит от его размеров, конфигурации несущей системы, архитектурных возможностей и направления действия горизонтальных нагрузок, которые должны быть восприняты. Прежде всего, связи всегда ставят в торцевых блоках здания, так как они непосредственно взаимодействуют с горизонтальным силовым потоком от ветра.
Шаг связей между торцами принимают не более 50 м. В каждом температурном и деформационным блоке предусматривается своя отдельная система связей.
Горизонтальные связи обеспечивают образование в зданиях жестких дисков, которые распределяют внешние силовые воздействия между элементами, препятствуют скручиванию каркаса, выходу из плоскости элементов и уменьшают моментные усилия.
Применение железобетонных плит настилов в перекрытиях из стальных элементов позволяет создавать жесткие диски и минимизировать потребность в горизонтальных связях. Следует учитывать, что железобетонные плиты с толщиной менее 200 мм, равно как металлические профилированные настилы и ограждающие панели, не создают достаточной жесткости и не могут полностью заменить горизонтальные связи. Прогоны кровли и второстепенные балки перекрытий могут считаться связями только при соединении в одном уровне с основными несущими конструкциями и при соосности с потоком передаваемых горизонтальных усилий, на которые должны быть рассчитаны.
Связи как конструктивный инструмент архитектурной формы
Наиболее выраженное визуальное представление работы связей возможно в отношении диагональных связей. Помимо конструкционной функции, наружные связи зачастую используют для придания быстровозводимому зданию экспрессивного вида. Связи, предусмотренные для достижения комплексного эффекта, могут представлять собой более чем необходимый минимум для конструкционных целей. Пример применения наружных крестовых связей для обеспечения жесткости внешних несущих конструкций фасада показан на рис.
В данном случае были использованы гибкие предварительно напрягаемые канаты, а размещение в каждом отсеке связано с формой фасада и противодействием ветровым пульсациям.
В офисном центре «Леонардо » связи несущих элементов фасадной системы специально выполнены открытыми, притягивая взор и акцентируя современный вид здания.
Восьмиэтажное здание исследовательского центра Arcelor Mittal в Люксембурге для увеличения жесткости каркаса имеет вертикальную связевую ферму, выполненную из двутавровых профилей. Конструкция визуально открыта во внутреннем пространстве атриума и вместе с несущими конструкциями наружных панорамных лифтов создает особую внутреннюю среду, подчеркивающую предназначение и функцию здания. Массивный размер профилей также был принят во внимание при пожарно-техническом анализе данного здания.
Связи между колоннами
Элементы каркаса, соединяющие между собой поперечные рамы, называют связями. Они воспринимают различные нагрузки, обеспечивая пространственную жесткость каркаса.
По характеру расположения связи бывают горизонтальные, установленные в плоскости ферм, и вертикальные, установленные между колоннами или фермами в вертикальной плоскости.
Вертикальные связи между колоннами продольных рядов устанавливают в середине температурного блока в каждом ряду. За температурный блок принимается длина здания 60 м, 72 м, 84 м. При шаге колонн 6 м ставят крестовые связи, при шаге 12 м – портальные.
В зданиях без мостовых кранов или с подвесными кранами связи ставят, когда высота помещения больше 10,8 м.
В зданиях с мостовыми кранами связи устанавливаются в подкрановой части начиная с высоты здания 8,4 м, а для зданий высотой 12 м; 13,2 м; 14,4 м предусматриваются и в надкрановой части здания.
Горизонтальные крестовые связи в уровне нижнего пояса балок или ферм устанавливают в зданиях с мостовыми кранами во втором шаге в начале здания и в предпоследнем шаге в конце здания.
Роль горизонтальных связей также выполняют плиты покрытия, подстропильные фермы или балки, подкрановые и обвязочные балки, стеновые панели.
Связи выполняют из стальных прокатных парных уголков или швеллеров и приваривают к закладным деталям колонн.
Тип связей и их конструкция предусматривается серией 1.424.1-5
Крестообразная 6 м связь весит ≈ 600-800 кг,
Портальная 6 м связь ≈ 100-1500 кг.
Стальной каркас
1. Основные типы колонн, опираемые на фундамент.
2. Стальные подкрановые балки.
3. Главные элементы покрытия из стали.
4. Детали и узлы стального каркаса
- соединение подкрановой балки с консолями и между собой
- крепление подкранового рельса с подкрановой балкой.
- соединение главных элементов покрытия с колоннами
Стальной каркас одноэтажного промышленного здания состоит из тех же конструктивных элементов, что и сборный ж/б каркас.
Стальные каркасы применяются в зданиях с повышенной этажностью, при укрупненной сетке колонн, а также при мостовых кранах большой грузоподъемности. Применение стального каркаса должно быть экономически обосновано.
Отсеки стальных каркасов по длине через 230 и 200 м и при ширине соответственно через 150 и 120 м разделяют деформационными швами.
Стальные каркасы допускаются в следующих случаях:
- при высоте одноэтажных зданий более 14,4 м;
- при грузоподъемности кранов 50 т и более;
- при пролетах здания 30 м и более.
Стальные колонны по конструкции бывают сплошные и сквозные.
Поперечное сечение сплошных колонн состоит из прокатных профилей (металлических уголков, швеллеров, двутавров, двутавра и швеллера) или листов, сваренных между собой по высоте. Сквозные колонны состоят из двух отдельных ветвей выполненных из сварных двутавров, соединенных планками или решетками, а надкрановая часть колонны выполняется из двутавра.
Колонны постоянного сечения устанавливают в бескрановых зданиях или в зданиях с мостовыми кранами высотой 8,4 и 9,6 м.
Колонны сквозного сечения устанавливают в зданиях с высотой этажа 10,8 – 18 м, с мостовыми кранами грузоподъемностью до 125 т.
При выполнении стального каркаса фундаменты под колонны устраиваются, как и при сборном ж/б каркасе из монолитного ж/б с некоторыми изменениями.
В нижней части колонны имеются башмаки – конструктивный элемент крепления колонны к фундаменту. Основная часть каждого башмака – стальная плита (опорный лист) толщиной 30-60 мм, которая может быть усилена ребрами, приваренными к опорной плите и стволу колонны. На нее опирается ветвь колонны, башмак крепят к фундаменту анкерными болтами. Опирание башмака осуществляется через слой цементно-песчаного раствора.
Для связи башмака с фундаментом в нем, во время бетонирования устанавливаются деревянные пробки пирамидальной формы с большим основанием вверху. Деревянные пробки оборачиваются с наружной стороны толью или рубероидом, чтобы после бетонирования и схватывания бетона пробка легко вынималась.
Глубина заложения пробки вычисляется расчетом. В фундаменте образуются отверстия, в которые устанавливаются анкера (стержни). Нижний конец должен быть с крюком. После тщательной выверки (проверки) расстояний между осями стержней, отверстия бетонируются. Количество устанавливаемых стержней, их диаметр и длина – величины расчетные. Через эти болты происходит соединение башмака с фундаментом. Соединение выполняется двумя гайками и шайбой.
Подкрановые балки выполняются в виде сварных двутавров со стенками, укрепленными ребрами жесткости для шага колонн 6 и 12 м. Балки предусматриваются высотой 700, 900,1050 мм для шага колонн 6 м и 1100, 1300, 1450 мм для шага колонн 12 м.
Между собой подкрановые балки соединяются при помощи болтов.
С консолью колонны подкрановые балки соединяются также при помощи болтов через опорную пластину.
Крепление рельса к стальным подкрановым балкам осуществляется при помощи прижимных лапок (как и при ж/б подкрановых балках), а также при помощи крюков.
Вид крепления зависит от режима работы мостового крана. По режиму работы мостовые краны делятся на легкие, средние и тяжелого режима. Чем больше во времени работает кран (2,3 смены), тем выше режим работы.
Крюками рельсы крепятся к металлическим подкрановым балкам при среднем и тяжелом режиме работы, а при легком режиме работы – при помощи прижимных лапок.
В качестве главных элементов покрытия в стальных каркасах применяются стальные стропильные и подстропильные фермы с различным профилем: треугольные, прямоугольные.
Пояса и решетку стропильных и подстропильных ферм выполняют из парных уголков или труб и соединяют между собой сваркой при помощи фасонок из листовой стали. Стропильные конструкции крепят к колоннам при помощи анкерных болтов.
Соединение главных элементов покрытия с колоннами каркаса.
Связи, установленные между стропильными фермами и колоннами обеспечивают пространственную жесткость стального каркаса.
В уровне верхнего пояса ферм закрепляют горизонтальные крестовые связи и распорки.
В уровне нижнего пояса ферм закрепляют поперечные и продольные связевые фермы и ставят растяжки из уголков.
Между стропильными фермами закрепляют вертикальные крестовые связи или фермочки с параллельными поясами.
Вертикальные связи между колоннами устанавливают в каждом продольном ряду колонн (в средине температурного блока).
Вертикальные связи в надкрановой части колонн располагают в местах расположения вертикальных связей между фермами покрытия.
Все типы связей выполняются из прокатных профилей металла и закрепляют болтами или сваркой к элементам каркаса.
Читайте также: