Несущие стальные конструкции кровли покрытия промздания
Обновлено: 04.05.2024
Несущие конструкции покрытия, являющиеся важнейшим конструктивным элементом здания, принимают в зависимости от величины пролета, характера и значений действующих нагрузок, вида грузоподъемного оборудования, характера производства и других факторов.
По характеру работы они бывают плоскостные и пространственные. По материалу конструкции покрытия делят на железобетонные, металлические, деревянные и комбинированные. В связи с характером работы эти конструкции должны быть прочными, устойчивыми, долговечными, архитектурно-художественными и экономичными. Поэтому при выборе несущих конструкций покрытия производят тщательный технико-экономический анализ нескольких вариантов. Так, железобетонные конструкции огнестойкие, долговечные и часто более экономичные по сравнению со стальными. Стальные же имеют относительно небольшую массу, простые в изготовлении и монтаже, имеют высокую степень сборности. Деревянные конструкции отличаются легкостью, относительно небольшой стоимостью и при соответствующей защите – приемлемой огнестойкостью и долговечностью. Довольно эффективны комбинированные конструкции, которые состоят из нескольких видов материалов. При этом важно, чтобы каждый материал работал в тех условиях, которые для него наиболее благоприятные. Ниже рассматриваются основные виды несущих конструкций покрытий.
Железобетонные балки (рис.13.11) применяют при пролетах до 18 м. Они могут быть одно- и двухскатными. Для их изготовления используют предварительно напряженное армирование. На верхнем поясе балок предусматривают закладные детали для крепления панелей покрытия или прогонов. Балки крепят к колоннам сваркой закладных деталей (рис.13.11, д).
Более эффективны по сравнению с балками железобетонные фермы, которые используют в зданиях пролетом 18, 24, 30 и 36 м (рис.13.12). Они могут быть сегментные, арочные с параллельными поясами, треугольные и др. Между нижним и верхним поясами ферм размещают систему стоек и раскосов. Решетку ферм предусматривают таким образом, чтобы плиты перекрытий шириной 1,5 и 3,0 м опирались на фермы в узлах стоек и раскосов.
Широкое применение получили сегментные безраскосные железобетонные фермы пролетом 18 и 24 м. Для уменьшения уклона покрытия для многопролетных зданий предусматривают устройство на верхнем поясе таких ферм специальных стоек (столбиков), на которые опирают панели покрытия.
Межферменное пространство рекомендуется использовать для пропуска коммуникаций и устройства технических и межферменных этажей.
Крепят фермы к колоннам болтами и сваркой закладных элементов.
При шаге стропильных ферм и балок 6 м и шаге колонн средних рядов 12 м используют подстропильные железобетонные фермы и балки.
Рис.13.11 – Железобетонные балки покрытия:
а, г - односкатные и плоские двухтаврового сечения; б - то же, для многоскатных покрытий; в - решетчатая для многоскатных покрытий; д - узел опирания балки на колону;
1 - анкерный болт; 2 - шайба; 3 - опорная плита
Достаточно эффективными несущими конструкциями покрытий являются стальные стропильные подстропильные фермы (рис.13.13). Стропильные фермы применяют для пролетов 18, 24, 30, 36 м и более при шаге 6, 12 м.
Пояса и решетку ферм конструируют из уголков или труб и соединяют сваркой с помощью фасонок из листовой стали. Сечения полок поясов, стоек и раскосов принимают по расчету.
Рис.13.12 – Железобетонные фермы покрытия:
а - сегментная; б - арочная безраскосная; в - с параллельными поясами; г - трапецеидальная; д - фрагмент разреза покрытия здания с применением подстропильных ферм
Для многоэтажных промышленных зданий применяют балочные и безбалочные перекрытия. Балки перекрытий (ригели) изготовляют из бетона марок 200-400 координационными пролетами 6 и 9 м унифицированной высотой сечения 0,8 м. Балки могут иметь прямоугольное и тавровое сечение (рис.13.14). Ригели прямоугольного сечения делают при больших нагрузках. Соединение с колонной осуществляют путем опирания ригеля на консоль колонны.
Рис.13.13 – Стальные стропильные фермы:
а - основные типы ферм; б - узел опирания на колонну фермы с параллельными поясами при "нулевой" привязке; в - то же, полигональной при привязке 250 и 500 мм; г - то же, треугольной при "нулевой" привязке; 1 - надопорная стойка; 2 - колонна; 3 - ригель фахверка
Для многоэтажных зданий со сборным безбалочным каркасом с сеткой колонн 6х6 м применяют плоские плиты перекрытий сплошного сечения (надколонные и пролетные) толщиной 150 или 180 мм. Надколонные плиты устанавливают выступами в гнезда капители, предусмотренные по ее периметру, с образованием после замоноличивания железобетонных шпонок.
Рис.13.14. –Конструкции перекрытий многоэтажных промышленных зданий:
а - балочное перекрытие; б - безбалочное перекрытие; в - опирание ригеля прямоугольного сечения; г – то же, таврового сечения; 1 - колонна; 2 - ригель; 3 - панель перекрытия; 4 - капитель; 5 - надколонные плиты; 6 - пролетная плита; 7 - бетон; 8 - полка для опирания плиты перекрытия; 9 - стыковая накладка; 10 - стальной оголовник; 11 - выпуски арматуры
Для устройства помещений, имеющих значительные размеры, используют большепролетные и пространственные конструкции покрытий. Покрытия в большепролетных зданиях бывают плоскостные, пространственные и висящие.
Большепролетными плоскостными покрытиями являются железобетонные и стальные фермы (рис.13.15). Железобетонные фермы пролетом до 96 м изготовляют из бетона М500 с предварительно напряженным нижним поясом. Используют также сборные и монолитные рамы и арки, имеющие различные пролеты.
Рис.13.15 – Большепролетные плоскостные покрытия:
а - с железобетонными фермами пролетом 96 м;
б - с металлическими рамами пролетом 80 м
Пространственные покрытия выполняют из плоскостных элементов, монолитно связанных между собой и работающих как цельная конструкция, или в виде оболочек (рис.13.16). Оболочки, которые могут перекрыть большие пролеты, имеют незначительную толщину 30-100 мм, так как бетон в этом случае работает в основном на сжатие.
Оболочки могут быть цилиндрические, купольные, параболоидные и др. Хорошие показатели имеет покрытие из длинных цилиндрических оболочек, применяемых при сетке колонн 12х24 м и более.
Устраивают также висячие покрытия, которые работают на растяжение (рис.13.17). Висячие конструкции делятся на вантовые и собственно висящие.
Несущими элементами в вантовых покрытиях являются тросы и вантовые прямолинейные элементы. В качестве настилов используют алюминиево-пластмассовые панели, коробчатые настилы из стеклопластиков и сотовые панели. Вантовые покрытия могут быть пролетом 100 м и более.
Рис.13.16 – Примеры покрытий в виде оболочек:
а - шедовое с диафрагмами в виде железобетонных арок; б – то же, в виде стальных ферм криволинейного очертания
Рис.13.17 – Висящие покрытия:
В собственно висячих покрытиях несущими конструкциями являются мембраны и гибкие нити, криволинейно очерченные под действием приложенной к ним нагрузки.
В промышленном строительстве широко используют и пневматические конструкции. Принцип возведения их основан на том, что во внутреннее замкнутое пространство мягких оболочек нагнетают атмосферный воздух, который растягивает оболочку, придавая ей заданную форму, устойчивость и несущую способность. Материал оболочек этих зданий должен быть воздухонепроницаемым, эластичным, прочным, легким, долговечным и надежным в эксплуатации.
- несущий настил, поддерживающий ограждающие элементы покрытий – прогоны или плитф покрытия.
Ограждающие конструкции покрытий производственных зданий разделяют на холодные и утепленные.
В неотапливаемых помещениях или в горячих цехах со значительными выделениями производственной теплоты (остывочные пролеты прокатных цехов и др.) ограждения покрытия проектируют холодными (термоизоляционный слой не укладывают), в отапливаемых – утепленными, исходя из требования исключения возможности конденсации влаги на их внутренней поверхности.
В зданиях с незначительными избыточными тепловыделениями (цехи термические, горячей штамповки и т. п.) также устраивают утепленные покрытия.
В зависимости от требуемого эксплуатационного режима ограждающая часть покрытий может быть вентилируемой, частично вентилируемой и невентилируемой.
Невентилируемые ограждения проектируют над помещениями с сухим и нормальным влажностным режимом (φ < 60 %) и при других условиях, обеспечивающих надежную пароизоляцию утеплителя.
Вентилируемые и частично вентилируемые устраивают над отапливаемыми помещениями с влажным и мокрым режимом (φ > 60 %), когда недопустима конденсация влаги на внутренней поверхности ограждения, если другие конструктивные меры не обеспечивают нормальной влажности покрытия.
Для естественной вентиляции покрытий в ограждении предусматривают воздушные прослойки, каналы или борозды, сообщающиеся с наружным воздухом через отверстия в карнизной части стены, коньке и около световых фонарей.
Вентиляционные продухи, отводя из-под кровельного ковра водяные пары, способствуют высыханию утеплителя.
Ограждающую часть покрытия можно укладывать на прогоны, а крупноразмерные панели непосредственно на стропильные конструкции.
Покрытия по прогонам
Покрытия с прогонами применяют для кровель с асбестоцементными, алюминиевыми и др. легкими настилами, а также в тех случаях, когда необходимо иметь много технологических отверстий.
Покрытия по прогонам:
1 – стропильная конструкция (ферма, балка); 2 – прогон; 3 – плита покрытия
Для отапливаемых зданий в качестве плит покрытия, укладываемых по прогонам могут быть использованы :
– плиты из легкого бетона, для изготовления плит используют бетоны марок 100–150 и сварные арматурные сетки; швы между плитами заливают цементно-песчаным раствором;
– асбестоцементная панель, плиты состоят из двух фигурных асбестоцементных листов, соединенных заклепками или на клею, торцевых листов и минерального утеплителя, толщина листов 8–10 мм., плиты укладывают на прогоны и крепят к ним кляммерами, а между собой – стальными накладками, швы заделывают упругими прокладками и мастикой по плитам устраивают рулонную или мастичную кровлю;
– каркасная асбестоцементная панель, панель состоит из четырех асбестоцементных швеллеров, между которыми уложен эффективный утеплитель, сверху и снизу конструкция обшита плоскими асбестоцементными листами; длина панели 1,5; 3 м;
– монопанели, это утепленное покрытие с металлическим профилированным настилом; стальные профлисты штампуют из оцинкованных листов толщиной 1–1,75 мм, шириной 600–1000 мм, и высотой 40–80 мм. Профлист крепят к прогонам при помощи заклепок или самонарезающимися болтами.
б
в
Прогоны:
а – стальные прогоны; б – железобетонные прогоны; в – решетчатые прогоны длиной 12 м
б
в
г
Плиты покрытия для отапливаемых зданий:
а – легкобетонные плиты; б – асбестоцементная панель: 1 – прогон; 2 – бобышка 40×102×120 мм; 3 – утеплитель; 4 – пароизоляция; 5 – упругая прокладка; 6 – герметизирующая мастика; 7 – рулонный ковер; в – каркасная асбестоцементная панель: 1– асбоцементный плоский лист обшивки; 2 – каркас из асбоцементных швеллеров; 3 – утеплитель; г – утепленное покрытие с металлическим профилированным настилом: 1 – эффективный утеплитель; 2 – стальной профлист; 3 – плоский стальной лист
Для неотапливаемых зданий в качестве покрытий по прогонам могут быть использованы :
– армоцементная плита, изготавливается из бетона марки 300, армированного стальной сеткой; шаг продольных и поперечных ребер в плите равен 250 мм; толщина плит до 20 мм;
– асбестоцементные волнистые и плоские листы, крепят асбестоцементные листы к прогонам крюками или кряммерами; кряммеры размещают на гребне второй волны при уклонах около 10 % продольные и поперечные швы между листами следует герметизировать прокладками из упругих материалов;
– стальные профилированные и плоские листы.
в
Плиты покрытия для неотапливаемых зданий:
а – армоцементная плита; б – покрытия из асбестоцементных волнистых листов; в – ребристая железобетонная панель
Покрытия без прогонов
На их устройство меньше расходуется металла, и они менее трудоемки по сравнению с покрытиями по прогонам.
Для устройства беспрогонных покрытий используют крупноразмерные панели, которые опирают не посредственно на несущие конструкции покрытия.
Для неотапливаемых зданий используют железобетонные ребристые плиты покрытия.
Для отапливаемых зданий могут быть использованы :
Комплексная панель покрытия. Она состоит из железобетонной ребристой плиты и наклеенных на нее в заводских условиях слоя пароизоляции, утеплителя и нижнего слоя кровли. После укладки панелей заделывают швы, укладывают защитный слой и выполняют другие нетрудоемкие работы.
Конструкция комплексной панели:
1 – гидроизоляция; 2 – стяжка; 3 – теплоизоляция; 4 – пароизоляция; 5 – железобетонная или легкобетонная плита.
Панели из ячеистых и легких бетонов. Наиболее эффективным является утепленное покрытие с применением ячеистых или легкобетонных настилов, совмещающих ограждающие и несущие функции.
Такие панели могут быть плоскими и ребристыми.
Плоские панели изготовляют из ячеистого бетона марки не ниже 40 и армируют плоскими сетками и каркасами.
Ребристые панели изготовляют из легкого бетона марки не ниже 50 плотностью до 1200 кг/м 3 . Ребра армируют плоскими каркасами с рабочей ненапрягаемой арматурой, полку – проволочными сетками.
Панели из ячеистых бетонов
Панели из легкого бетона
Покрытия с настилами из легких и ячеистых бетонов дополнительно не утепляют, т. к. в этих настилах совмещаются несущие и теплоизолирующие функции.
Для утепления покрытий из обычных железобетонных плит или панелей в конструкцию покрытия вводят утеплитель, толщину которого определяют теплотехническим расчетом.
Материал утеплителя должен обладать малой плотностью, достаточнойпрочностью, малой деформативностью, незначительным водопоглащением и обеспечивать индустриальность устройства покрытия.
Для теплоизоляции покрытий применяют плиты из ячеистых бетонов, перлитобетонные, минераловатные гидрофобизированные, стеклопластовые гидрофобизированные, пенополистирольные и др.
Сыпучие материалы (крошку из ячеистых бетонов, керамзитовый гравий, пемзу, туф, шлак и др.) используют в исключительных случаях – при отсутствии плитных утеплителей.
Неотъемлемым элементом утепленных покрытий является пароизоляция, располагаемая под утеплителем и препятствующая прониканию в его толщу водяных паров внутреннего воздуха.
Рулонную пароизоляцию устраивают из нескольких слоев рубероида, пергамина, толя или гидроизола.
Рекомендуемые плитные утеплители для покрытий промышленных зданий
п/п
Наименование
кг/м 3
Воздействие к температуре
Унифицированная толщина (мм)
ГОСТ
Плиты минераловатные жесткие и полужесткие на синтетическом или битумном связующем
Покрытия промзданий подразделяются на плоскостные и пространственные, прогонные и беспрогонные, холодные и теплые, чердачные и бесчердачные, с наружным или внутренними водостоками, плоские или скатные.
В промзданиях покрытия подвергаются более разнообразным и интенсивным воздействиям, чем в гражданских зданиях. Их несущие конструкции воспринимают значительные нагрузки от собственной массы, снега и ветра. Кроме этого, на конструкции покрытия передаются и динамические нагрузки, определяемые технологическим процессом в здании.
Степень влияния несиловых воздействий, таких, как осадки, солнечная радиация, агрессивные вещества и т.д. на покрытие зависит от климата района строительства и технологических особенностей производства.
В соответствии со своим функциональным назначением покрытие состоит из ограждающей и несущей частей.
Ограждающая часть покрытия состоит из отдельных слоев различного назначения, которые при эксплуатации здания обеспечивают нормальную работу* покрытия.
В зависимости от конструкции несущей части покрытия бывают традиционные беспрогонные конструкции из крупноразмерных железобетонных плит - настилов и легкие прогонные конструкции из металлического профилированного настила по прогонам. И плиты и прогоны опираются на строительные конструкции каркаса здания (балки или фермы).
При утепленном покрытии по железобетонным плитам его ограждающая часть состоит из пароизоляционного слоя, укладываемого по выровненному железобетонному основанию, теплоизоляционного слоя, выравнивающей стяжки и гидроизоляционного ковра с защитным слоем.
Такое покрытие устраивается как построечного изготовления, так и заводского изготовления в виде т.н. «комплексных» плит.
Наиболее распространенным видом легких покрытии для отапливаемых зданий являются покрытия с основанием из металлических оцинкованных профилированных листов.
При построечном изготовлении по настилу укладывают пароизоляцию, теплоизоляционный слой, при необходимости - цементно-песчаную стяжку и окончательно - гидроизоляционный рулонный ковер с защитным слоем.
Железобетонные плиты - настилы, служащие основанием для ограждающей конструкции покрытия, выполняются ребристыми размером Зхбм или 1.5хбм при шаге стропильных конструкций 6м и 3x12м или 1,5x12м при шаге 12м.
Длинномерные настилы, работающие «на пролет» применяются для пролетов зданий в 18 и 24м. Онн монтируются поперек здания, опираясь на балки или фермы, смонтированные по колоннам продольных рядов фактически такие настилы совмещают в себе поперечные стропильные конструкции покрытия и несущие конструкции покрытия, т.е. фермы или балки и ребристые плиты.
Пролеты балок или ферм, в случае применения длинномерных настилов, определяется шагом колонн и составляет бм или 12м. Номинальная ширина длинномерных настилов равняется Зм.
В покрытиях с прогонным решением профилированный металлический настил опираются на металлические прогоны. При шаге стропильных конструкций покрытия бм металлические прогоны по ним выполняются из прокатных стальных швеллеров.
Для устройства кровельного ковра чаще всего используют рубероид на горячих или холодных мастиках или мастичный слой из холодных битумно - латексных эмульсий.
В качестве защитного слоя устраивают посыпку кровельного ковра мелким гравием светлых тонов, который втапливается в битумную мастику, или устраивается поверхностный слой «бронированного» рубероида.
При железобетонных настилах в качестве утеплителя используют легкие и ячеистые бетоны, минераловатные и стекловолокннстые материалы. фибролит. При легких металлических настилах целесообразнее применять более легкие и эффективные утеплители - пенополнстирол, пенополиуретан и другие полимерные утепляющие материалы.
Выравнивающая стяжка, устраиваемая по слою утеплителя, выполняется из цементно - песчаного раствора толщиной до 25 мм или асфальта, толщиной до 15мм.
Паронзоляционный слой устраивают из рубероида, толя или синтетической пленки, либо из мастик. В некоторых случаях допускается устройство пароизоляцни из водостойких красок, наносимых на внутренние поверхности несущих плит покрытия, обращенные в помещение.
(ферм, балок, арок или рам) в сочетании с плоскостными (панелями и настилами). Наиболее массовыми конструкциями являются стержневые и плоскостные. Стержневые – стропильные и подстропильные балки и фермы. Балки пролетом 6 и 9м имеют тавровое, а 12 и 18м – двутавровое или сплошное сечение. Балки пролетом 18м устанавливают с шагом 6 и 12м, балки меньших пролетов – с шагом 6м. Фермы полигональные, сегментные, с параллельными поясами и треугольные служат для перекрытия пролетов в 18, 24м, реже 30м. Балки и фермы крепят монтажными анкерами или болтами с последующей приваркой стальных опорных листов к оголовкам колонн.
Подстропильные балки и фермы применяют при шаге колонн 12 или 18м, превышающем шаг стропильных конструкций. Для уменьшения строительной высоты покрытия опирают на нижний пояс подстропильных. Подстропильные балки имеют пояс 1.5м и тавровое сечение с полкой понизу, подстропильные фермы – высоту 2.2м и 3.3м.
Стальные фермытипизированы для пролетов 18, 24, 30, 36и и шагов колонн 6 и 12м, но применяются и про более укрупненной сетки здания. Типизированы три очертания ферм: полигональное, с параллельными поясами и треугольное. Треугольные фермы используются при кровлях из стальных или асбестоцементных листов, полигональные и с параллельными раскосами – при рулонных кровлях. Решетка ферм раскосная с расстояниями между узлами верхнего пояса 3м и нижнего 6 м. Конструкция ферм – сварные из стержней открытого (уголки, швеллеры, двутавры) или закрытого трубчатого профиля.
Подстропильные фермы изготавливают с параллельными поясами для пролетов 12, 18, 24м. Конструкции их аналогичны конструкциям стропильных ферм.
В зависимости от габаритов здания, наличия и вида подъемно-транспортного оборудования и конструкции покрытия применяют колонны сплошного и сквозного типов с постоянным или переменным по высоте сечением (рис. 8.1).
Рис. 8.1 Основные типы стальных колонн: а – сплошного постоянного сечения для зданий без мостовых кранов; б – сплошного постоянного сечения для зданий без мостовых кранов двухветвевого сечения; в – сплошного сечения для зданий оборудованных мостовыми кранами; г – для зданий, оборудованных мостовыми кранами, двухветвевого переменного сечения; д –для зданий, оборудованных мостовыми кранами, раздельного типа переменного сечения.
Колонны сплошного постоянного сечения (рис. 8.1 а) используют в зданиях без мостовых кранов высотой до 8,4 м. В зависимости от шага каркаса колонны крайних рядов имеют кривизну «0» (при шаге 6 м) и «250» (при шаге 12 м).
В зданиях без опорных мостовых кранов высотой от 9,6 до 18 м применяют колонны сквозного двухветвевого сечения с двухплоскостной безраскосной решеткой (рис. 8.1 б). ветви колонн выполняют из двутавров от №20 до №70. Расстояние между ветвями единое для средних и крайних колонн – 800 мм. Колонны рассчитаны на привязку к продольным разбивочным осям – 250 мм.
Для зданий высотой от 8,4 до 9,6 м, оборудованных мостовыми опорными кранами грузоподъемностью до 20 т, разработаны колонны сплошного постоянного сечения (рис. 8.1 в). Для зданий с кранами до 50 т и высотой 10,8 – 18 м – двухветвевые колонны (рис. 8.1 г). Двухветвевые колонны могут быть использованы в зданиях пролетами 18, 24, 30 и 36 м с шагом колонн по крайним и средним рядам 12 м. Их выполняют ступенчатыми. Подкрановая решетчатая часть состоит из двух ветвей: наружной, выполняемой, как правило, из прокатных и гнутых швеллеров, и подкрановой – из широкополочных двутавров. Решетку подкрановой части выполняют обычно раскосной, двухплоскостной из прокатных уголков.
При использовании в зданиях кранов грузоподъемностью более 50 т, а также при их двухъярусном расположении или на случай предполагаемого расширения производства применяют колонны раздельного типа (рис. 8.1 д).
Стальные колонны могут применяться в районах с расчетной температурой наружного воздуха до -40ºС для отапливаемых зданий и до -30ºС для неотапливаемых зданий, возводимых в I-IV ветровых и снеговых районах.
Базы колонн имеют опорные плиты или траверсы, которые заделывают в фундамент на глубину от -0,300 до -1,000 в зависимости от типа колонны (рис. 8.2).
Рис. 8.2 Базы стальных колонн: а, б – база колонн с опорными плитами; в, г – база колонн с траверсами; д – база двухветвевой колонны.
база колонны – конструктивный элемент металлической колонны, расположенный в нижней ее части и служащий для ее крепления к фундаменту.
Двухветвевые колонны имеют раздельные базы (рис. 8.2 д), которые с помощью анкерных болтов крепится к фундаментам.
Анкерный болт – крепежная деталь, предназначенная для соединения строительных конструкций, нижним концом закрепленная в теле фундамента, на другом конце имеющая нарезку под болт.
Верх колонн (оголовок) конструктивно решается в зависимости от способа соединения со стропильными конструкциями покрытия. Более подробно будет рассмотрен в разделе «Несущие конструкции покрытия».
Подкрановые балки
По статической (расчетной) схеме подразделяют на разрезные и неразрезные. Наиболее распространены разрезные балки, т.к. они просты по конструкции, менее чувствительны к осадкам опор, несложны в монтаже, но по сравнению с неразрезными имеют большую высоту и более материалоемки. При том неразрезные балки сложнее монтировать и перевозить.
По сечению подкрановые балки подразделяют на сплошные и решетчатые (рис. 8.3). Балки сплошного сечения, устанавливаемые при шаге колонн 6 м и небольшой грузоподъемности кранов, изготавливают из прокатных двутавров с усилением верхнего пояса стальным листом или уголками (рис. 8.3 а).
Рис. 8.3 Стальные подкрановые балки: а – сплошного сечения из прокатных двутавров с усилением верхних полок; б – сплошного сечения, сварные; в – сплошного сечения, клепаные; г – сквозного сечения; д – крепление балок к колонне; е - крепление балок к стальной колонне; ж – крепление рельса к балке крюками; з – крепление рельса к балке лапками; 1 – тормозная балка; 2 – крепежная планка; 3 – упорный уголок; 4 – стальная фасонка; 5 – подставка; 6 – цементно-песчаный раствор; 7 – опорное ребро; 8 – рельс; 9 – крюк; 10 – стальная лапа.
Для зданий с пролетами 18, 24, 30 и 36 м и с шагом колонн 6 и 12 м, оборудованных мостовыми кранами грузоподъемностью от 5 до 50 т, применяют балки сплошного сечения в виде сварных двутавров (рис. 8.3 б).
Высота балок на опоре составляет от 700 до 1450 мм, ширина верхнего пояса 320 и 400 мм, нижнего 200 и 250 мм. Толщина листа для верхних поясов – 10÷16мм, для нижних 10 мм и для стенок – 6, 8 10 и 12 мм. Стенки балок усиливают поперечными ребрами жесткости.
Подкрановые балки для кранов грузоподъемностью 50 т и более, могут быть клепанными из низколегированной стали (рис. 8.3 в). Для восприятия горизонтальных усилий, возникающих при поперечном торможении крана, предусмотрены тормозные балки или фермы (рис. 8.3 б; поз. 1).
Решетчатые подкрановые балки в виде шпренгельных систем более экономичны по сравнению со сплошными, т.к. расход стали на 20% меньше.
Подкрановые балки опирают на консоли колонн и крепят анкерными болтами (при железобетонных колоннах) и планками.
Между собой балки соединяют болтами, пропущенными через опорные (торцевые) ребра.
Стальные рельсы под краны к металлическим балкам крепят парными крюками или лапками (рис. 8.3 ж, з), на расстоянии 750 мм друг от друга. На концах подкрановых путей устраивают упоры-амортизаторы, исключающие удары кранов в торцевые стены здания.
Стальные несущие конструкции покрытия
Стропильные фермы
Ферма (франц. ferme от лат. firmus - прочный) – сквозная несущая конструкция, состоящая из стержней, расположенных в одной плоскости и соединенных между собой в узлах таким способом, что они образуют геометрически неизменяемую решетчатую систему.
Фермы относятся к плоскостным конструкциям, т.е. работающим в одной вертикальной плоскости, проходящей через ее опоры.
В качестве стропильных конструкций покрытия наибольшее распространение получили фермы, которые по форме бывают с параллельными поясами, полигональные, треугольные (рис. 8.4).
Рис. 8.4 Стальные стропильные фермы: а – с параллельными поясами; б – полигональная; в – треугольная; г – с параллельными поясами из круглых труб; д – узлы ферм с параллельными поясами из уголков; е – узлы ферм с параллельными поясами из широкополочных двутавров; ж – узлы ферм с параллельными поясами из гнутосварных профилей прямоугольного соединения; з – узлы ферм с параллельными поясами из круглых труб.
Фермы с параллельными поясами применяют для плоских и малоуклонных кровель (1,5%) в отапливаемых зданиях. Полигональные фермы с уклоном верхнего пояса 1:8 применяют для скатных покрытий из рулонной кровли, а треугольные с уклоном верхнего пояса 1:3,5 – для однопролетных, неотапливаемых зданий с наружным водостоком под кровлю из асбестоцементных или стальных листов.
Унифицированные стальные фермы имеют пролеты от 18 до 36 м. В целях унификации узловых соединений решетку в фермах принимают треугольной. Длина панелей верхнего пояса фермы принята 3 м при использовании в покрытии железобетонных плит шириной 3 м. При использовании в покрытии прогонов или плит шириной 1,5 м, длина панелей верхнего пояса может быть уменьшена введением в решетку фермы шпренгелей (на рис. 8.4а показаны пунктиром).
Шпренгель – конструктивный элемент фермы состоящий из стоек и раскосов, вводимый в ее решетку для уменьшения длины панели верхнего пояса.
Высота ферм на опоре:
- с параллельными поясами – 2550 и 3750 мм;
- полигональных 2200 мм;
- треугольных – 450 мм.
Пояса и решетку ферм выполняют из спаренных прокатных уголков, широкополочных тавров и двутавров, замкнутых гнутосварных профилей прямоугольного сечения и из круглых труб.
Шаг стропильных ферм зависит от конструкции покрытия и составляет от 3 до 12 м.
Подстропильные фермы
Подстропильные фермы применяются в том случае, если шаг стропильных ферм (1,5; 3; 6 м) меньше шага колонн основного каркаса (12÷24 м) (рис. 8.5).
Для стропильных ферм из прокатных уголков применяют подстропильные фермы с параллельными поясами длиной от 12 до 24 м, высота фермы составляет 3130 мм, (рис. 8.5 а).
Они имеют опорную стойку из двутавра, в нижней части которой предусмотрен столик для опирания стропильных ферм.
Для стропильных ферм из труб и из широкополочных двутавров применяют треугольные подстропильные фермы длиной 12 м (рис. 8.5 б). Высота подстропильных ферм из труб – 2830 мм, из двутавров – 3000 мм.
Подстропильные фермы из гнутых профилей выполняют с параллельными поясами высотой – 1700 мм (рис. 8.5 в).
Крепление стропильных и подстропильных ферм к оголовкам колонн выполняют на болтах.
Рис. 8.5 Стальные подстропильные фермы: а – для стропильных ферм из горячекатаных уголков; б – для ферм из широкополочных двутавров и труб; в – для ферм из гнутых профилей прямоугольного сечения.
Связи в покрытии
Пространственную жесткость и устойчивость плоскостных конструкций обеспечивают системой связей, устанавливаемых между этими конструкциями.
Плоскостная конструкция – плоскостной является конструкция, работающая в одной вертикальной плоскости, проходящей через ее опоры
Для повышения устойчивости зданий предусматривают систему вертикальных и горизонтальных связей между колоннами каркаса и в покрытии. В данном разделе рассмотрены связи в покрытии зданий со стальным каркасом.
В покрытиях зданий со стальными фермами предусматривают горизонтальные связи в плоскостях верхних и нижних поясов стропильных ферм, а также вертикальные связи между фермами.
На рис. 8.6 рассмотрены типы связей, устанавливаемых в покрытии при уклоне верхнего пояса 1,5% с ограждением из железобетонных плит.
Рис. 8.6 Связи в покрытии со стальными фермами: а – по верхним поясам стропильных ферм; б – по нижним поясам стропильных ферм; 1 – распорки; 2 – растяжки; 3 – раскосы; 4 – вертикальные связи; 5 – стропильные фермы; 6 – связные фермы.
Связи по верхним поясам стропильных ферм состоят из распорок, раскосов и растяжек, монтируемых в пределах фонарного проема покрытия (рис. 8.6 а).
По нижним поясам стропильных ферм (рис. 8.6 б) в систему связей входят: поперечные горизонтальные связевые фермы, размещенные в торцах температурного отсека здания (при длине отсека более 96 м устанавливают также промежуточные связевые формы через 42-60 м); продольные горизонтальные связевые фермы, размещаемые в одно-, двух- и трехпролетных зданиях только вдоль крайних рядов колонн, а в зданиях с числом пролетов более трех – также и вдоль средних рядов колонн через 2-3 пролета (в зависимости от режима работы); - распорки и растяжки.
Вертикальные связи располагают вдоль стоек стропильных и фонарных ферм с интервалом 6-12 м. ставят их по нижним поясам стропильных ферм в местах размещения поперечных горизонтальных связей (рис. 8.6 позиция 4).
Покрытия по прогонам
Ограждающая часть покрытия может быть устроена из мелкоразмерных элементов с применением железобетонных или стальных прогонов.
Покрытия по прогонам устраивают, когда из-за недостаточной жесткости плит, настилов и листов требуется их опирание с ограниченным пролетом (3… 4 м), т.е. меньше шага стропильных конструкций покрытия (6 и 12 м).
Железобетонные прогоны из-за большой массы применяют редко, хотя они позволяют экономить сталь до 8 кг на 1 м 2 покрытия.
В данной теме рассмотрены стальные прогоны.
На рис. 8.7 представлены типы стальных прогонов.
Рис. 8.7 Типы прогонов: а – стальные гнутого профиля; б – стальные прокатного профиля; в – решетчатые прогоны длиной 12 м.
При шаге ферм 12 м прогоны из прокатных профилей становятся невыгодными. Их заменяют (сквозными) решетчатыми прогонами, которые представляют собой легкие фермы из тонких прокатных профилей и круглой стали (рис. 8.7 в).
На рис. 8.8 приведен пример расчетной схемы, узлов и характеристик прогона длиной 12 м.
Рис. 8.8 Типовой прогон пролетом 12 м: а – геометрическая схема; б – узлы; в – таблица технических характеристик.
Организация как механизм и форма жизни коллектива: Организация не сможет достичь поставленных целей без соответствующей внутренней.
Модели организации как закрытой, открытой, частично открытой системы: Закрытая система имеет жесткие фиксированные границы, ее действия относительно независимы.
Как распознать напряжение: Говоря о мышечном напряжении, мы в первую очередь имеем в виду мускулы, прикрепленные к костям .
Читайте также: