Каркасы производственных зданий и их характеристика
Современные производства размещаются в одно- и многоэтажных зданиях, схемы и конструкции которых весьма разнообразны. В гидромелиоративном и гидротехническом строительстве, как правило, применяют одноэтажные производственные здания.
Комплекс несущих конструкций, воспринимающих нагрузки от веса ограждающих конструкций здания (кровля, стеновые панели, переплеты остекления), атмосферные (снег, ветер) и крановые нагрузки называют каркасом здания. Каркас может быть стальным, железобетонным и смешанным — из стали и железобетона. Выбор материала каркаса определяется технико-экономическим расчетом. Конструктивная схема стального каркаса одноэтажного промышленного здания показана на рисунок ниже. По виду внутрицехового транспорта производственные здания подразделяют на бескрановые, с мостовыми (рисунок ниже) и подвесными (рисунок ниже) кранами. Выбор типа транспорта определяется назначением здания. Краны перемещаются по подкрановым балкам, устанавливаемым на колонны или прикрепляемым к ригелям. Основными элементами каркаса являются поперечные рамы (рисунок ниже), состоящие из колонн, обычно жестко защемленных в фундаменте, и ригелей, жестко или шарнирно соединенных с колоннами.
Ригели могут быть сплошные (балки) или сквозные (фермы). Сплошные ригели имеют меньшую строительную высоту по сравнению со сквозными, проще в изготовлении и удобнее при транспортировке, однако на них расходуется больше металла. Поэтому основным типом ригеля в каркасных производственных зданиях является стропильная ферма. В необходимых случаях для освещения и вентиляции в зданиях предусматривают фонари.
Конструктивная схема каркаса производственного здания
Вертикальные связи между колоннами каркаса (см. рисунок выше) обеспечивают пространственную жесткость и геометрическую неизменяемость стального каркаса здания в продольном направлении. Они воспринимают усилия от ветрового давления на торцы здания и продольного торможения кранов, а также повышают устойчивость из плоскости рамы. Простейшая и наиболее часто встречаемая конструкция связей — крестовая (см. рисунок выше). Вертикальные связи между колоннами устраивают посередине здания, так как установленные у торцов здания эти связи препятствуют свободным температурным деформациям продольных элементов каркаса, что может привести к возникновению дополнительных температурных напряжений.
Расстояние между осями колонн (при ступенчатых колоннах — между осями надкрановой части колонн) называется пролетом здания. Согласно требованиям унификации производственных зданий, пролет назначают в соответствии с укрупненным модулем, кратным 6 м (редко 3 м). Принятые пролеты — 18, 24, 30, 36 м и более. Расстояние между колоннами в продольном направлении, называемое шагом рам, также принимают кратным 6 м (обычно 6 или 12 м). В многопролетных зданиях в средних рядах расстояние между колоннами может быть увеличено до 18 или 24 м, но в этом случае необходимо применение подстропильных ферм.
Поперечные рамы каркаса производственного здания
