Конструктивные схемы одноэтажных промзданий. Принципы расчета и конструирования.

Для металлургической, машиностроительной, легкой и др отраслей промышленности возводятся одноэтажные каркасные здания. Конструктивной и технологической особенностью таких зданий является оборудование их транспортными средствами – мостовыми и подвесными кранами. Мостовые краны перемещаются по специальным путям, опертым на колонны; подвесные краны перемещаются по путям, подвешенным к элементам покрытия. Покрытие 1-этажного промздания может быть балочным из линейны элементов или пространственным в виде оболочек. К элементам конструкций 1-этажного каркасного здания с балочным покрытием относятся колонны (стойки), заделанные вфундамента, ригели покрытия (балки, фермы, арки), опирающиеся на колонны, панели покрытия, уложенные по ригелям, подкрановые балки, световые или аэрационные фонари. Основная конструкция каркаса-поперечная рама, образованная колоннами и ригелями. Пространственная жесткость и устойчивость 1-этажного каркасного здания достигаются защемлением колонн в фундаментах. В поперечном направлении пространственная жесткость здания обеспечивается поперечными рамами, в продольном – продольными рамами, образованными теми же колоннами, элементами покрытия, подкрановыми балками, вертикальными связями.Компоновка здания: Сетка колонн здания с мостовыми кранами в зависимости от теологии производственного процесса может быть 12х18, 2х24, 12х30 или 6х18,624,6х30 м. Шаг колонн принимается преимущественно 12 м, если при этом шаге используется стеновые панели длиной 6 м, то по наружным осям кроме основных колонн устанавливают промежуточные (фахверковые) колонны. При шаге колонн 12 м возможен шаг ригелей 6 м с использованием в качестве промежуточной опоры подстропильной фермы. Колонны крайнего ряда располагают так, чтобы разбивочная ось ряда проходила на расстоянии 250 мм от наружной грани колонны. Колонны крайнего ряда при шаге 6м и кранах грузоподъемностью до 30 т располагают с нулевой привязкой, совмещая ось ряда с наружной гранью колонны. Колонны торцов здания смещают с поперечной разбивочной оси на 500 мм. При большой протяженности в поперечном и продольном направлениях здание делят температурными швами на отдельные блоки. Поперечные рамы: Ригели поперечных рам по своей конструкции могут быть сплошными или сквозными, а соединение и со стойками жесткое или шарнирное. Выбор очертания ригеля, его конструкции и характера соединения со стойками зависит от размера перекрываемого пролета, вида кровли, принятой технологии изготовления и монтажа. Конструктивно соединение ригелей с колоннами выполняется монтажной сваркой стального опорного листа ригеля с закладной деталью в торце колонны. При пролетах до 18 м в качестве ригелей применяют предварительно напряженные балки; при пролетах 24, 30 м – фермы. При выборе конструкции колонны следует учитывать грузоподъемность мостового крана и высоту здания.

. Принципы расчета поперечной рамы. Поперечная рама одноэтажного каркасного здания испытывает действие постоянных нагрузок от массы покрытия и различных временных нагрузок от снега, вертикального и горизонтального давления мостовых кранов, положительного и отрицательного давления ветра и др. (рис. 26,а). В расчетной схеме рамы соединение ригеля с колонной считается шарнирным, а соединение колонны с фундаментами — жестким. Длину колонн принимают равной расстоянию от верха фундамента до низа ригеля. Цель расчета поперечной рамы — определить усилия в колоннах и подобрать их сечения. Ригель рамы рассчитывают независимо как однопролетную балку, ферму или арку.

Рис.26

1. Выбор расчетной схемы.

2. Определение нагрузок. Постоянная нагрузка от массы покрытия передается на колонну как вертикальное опорное давление ригеля F. Эту нагрузку подсчитывают по соответствующей грузовой площади.

Временная нагрузка от снега устанавливается в соответствии с географическим районом строительства и профилем покрытия. Она также передается на колонну как вертикальное опорное давление ригеля F и подсчитывается по той же грузовой площади, что и нагрузка от массы покрытия.

Временная нагрузка от мостовых кранов определяется от двух мостовых кранов, работающих в сближенном положении. Вертикальная нагрузка на колонну вычисляется по линиям влияния опорной реакции подкрановой балки, наибольшая ордината которой на опоре равна единице(рис26,б).

Временная ветровая нагрузка. В зависимости от географического района и высоты здания устанавливают значение ветрового давления на 1 м² поверхности стен и фонаря. С наветренной стороны действует положительное давление, с подветренной — отрицательное.

3. Определение усилий в колоннах от нагрузок. Расчет ведется методом перемещений. Строятся эпюры от действия единичного перемещения, приложенного к дополнительной связи; эпюры от действия постоянной, временной, крановой, ветровой и снеговой нагрузок.

Учет пространственной работы каркаса. Рассматривается вторая от торца здания поперечная рама, как находящаяся в самом неблагоприятных условиях. Для расчета используется метод перемещений с одним неизвестным горизонтальным смещением верха загруженной рамы. Для этого в основную систему вводим фиктивную (дополнительную) связь. Строятся эпюры от действия единичного перемещения, приложенного к дополнительной связи; эпюры от действия постоянной, временной, крановой, ветровой и снеговой нагрузок. Определяют значения М,N,Q в расчетных сечениях колонн (над консолью; в верхнем сечении надкрановой части; в заделке колонны в фундамент).в расчетных сечениях устанавливают расчетные сочетания нагрузок (пост. входит во все сочетания, а врем.-в невыгоднейшие). Колонны должны быть проверены на усилия, возникающие при транспортировании, монтаже при соответствующих расчетных схемах.