Компоновка конструктивной схемы одноэтажных промышленных зданий (железобетонный каркас).

Одноэтажные производственные здания широко применяются в про­мышленном и сельском строительстве. Выполняются они, как правило, каркасными из сборных железобетонных конструкций и во многих случаях оборудуются мостовыми и подвесными кранами значительной грузоподъ­емности, создающими большие усилия в несущих элементах здания.

Рекомендуется проектировать одноэтажные производственные здания прямоугольными в плане, с одинаковыми пролетами, без перепадов высот во избежание образования снеговых мешков. Отступления от этих реко­мендаций возможны, если они обусловлены специальными требованиями технологических процессов

При разработке конструктивной части проекта одноэтажного про­мышленного здания в первую очередь решаются следующие основные во­просы:

■ выбор и компоновка конструктивной схемы;

■ статический расчет поперечной рамы;

■ конструирование и расчет плит покрытия;

■ конструирование и расчет стропильных и подстро­пильных конструкций;

■ то же колонн и фундаментов

В задачу компоновки конструктивной схемы входят: выбор сетки ко­лонн, системы привязок и внутренних габаритов здания; компоновка по­крытия; разбивка здания на температурные блоки; компоновка поперечной рамы (выбор типа и размеров сечений колонн); выбор системы связей, обеспечивающих пространственную жесткость и т. п

25 БИЛЕТ

1. Вопрос. Ферма представляет собой висячую конструкцию, которая состоит из верхнего и нижнего поясов, раскосов и стоек, входящая в общую стропильную систему крыши дома. Сегодня она может быть изготовлена из различного материала, но все большую популярность начинают приобретать конструкции, изготовленные из металла. Основные элементы металлической фермы – это стропильный пояс и решетки, на пояс приходится продольная сила и момент, на решетку – поперечная сила. То пространство, которое располагается между ними, принято называть панелью, свободный промежуток между фермами – пролетом, пространство между осями поясов – высотой.

При жестком сопряжении стропильная ферма примыкает обычно к колонне сбоку. для удобства монтажа целесообразно применить подстропильные фермы с нисходящим опорным раскосом (при другом решении ферму трудно завести между полками колонны). Опорное давление подстропильной фермы передается через строганый терец из столик, приваренный к стенке колонны. Фланец опорного узла прикрепляют к стенке колонны болтами нормальной точности. Нижний пояс подстропильной фермы делают укороченным (чтобы его не нужно было заводить внутрь колонны) и крепят накладкой к pебpy колонны.
При расчетах стропильной системы необходимо учитывать такие факторы:

• постоянные нагрузки на крышу (вес кровельного материала и самой стропильной системы);
• дополнительные нагрузки (ветровые, снеговые, вес людей, которые поднимаются на поверхность крыши для осуществления ремонта, и прочее);
• периодические и особые нагрузки (наличие ураганов, сейсмические нагрузки, другие случайные факторы).

Схема снеговой нагрузки на крышу.

Снеговая нагрузка рассчитывается по формуле: N= Q*k

• N – нагрузка от снеговых масс;
• Q – количество осадков на квадратный м в зимний период;
• k – коэффициент угла ската.

Стоит брать во внимание и ветровые нагрузки, которые включают в себя данные по максимальной скорости ветра в районе, этажности строения, конструктивным особенностям кровли, ее площади.

2. Вопрос. В состав конструкции балочного панельного сборного перекрытия входят плиты и поддерживающие их балки, называемые ригелями, или главными балками (XI.2,а). Ригели опираются на колонны и стены; направление ригелей может быть продольное (вдоль здания)' или поперечное (XI.2,б). Ригели вместе с колоннами образуют рамы.

В поперечном направлении перекрытие может иметь два-три пролета (для гражданских зданий) и пять-шесть пролетов для промышленных зданий. Размеры пролета ригелей промышленных зданий определяются общей компоновкой (разработкой) конструктивной схемы перекрытия, нагрузкой от технологического оборудования и могут составлять 6; 9 и 12 м при продольном шаге колонн 6 м. Размеры пролета ригелей гражданских зданий зависят от сетки опор, которая может быть в пределах 3,0— 6,6 м с градацией через 0,6 м.

Компоновка конструктивной схемы перекрытия заключается в выборе направления ригелей, установлении размеров пролета и шага ригелей, типа и размеров плит перекрытий; при этом учитывают:

1) величину временной нагрузки, назначение здания, архитектурно-планировочное решение;

2) общую компоновку конструкции всего здания.

В зданиях, где пространственная жесткость в поперечном направлении создается рамами с жесткими узлами, ригели располагают в поперечном направлении, а панели — в продольном. В жилых и общественных зданиях ригели могут иметь продольное направление, а плиты—поперечное. В каждом случае выбирается соответствующая сетка колонн;

3) технико-экономические показатели конструкции перекрытия. Расход железобетона на перекрытие должен быть минимальным, а масса элементов и их габариты

должны быть возможно более крупными в зависимости от грузоподъемности монтажных кранов и транспортных средств.

При проектировании разрабатывают несколько вариантов конструктивных схем перекрытия и на основании сравнения выбирают наиболее экономичную.

Общий расход бетона и стали на устройство железобетонного перекрытия складывается из соответствующего расхода этих материалов на плиты, ригели и колонны. Наибольший расход железобетона — около 65 % общего количества — приходится на плиты. Поэтому экономичное решение конструкции плит приобретает важнейшее значение.

 

3.Вопрос. Колонны, защемленные в фундаменты, и несущие конструкции покрытий, надежно соединенные с колоннами в узлах, образуют в направлении поперечных осей здания плоские рамы. Для обеспечения продольной пространственной жесткости каркаса, состоящего из плоских рам, применяют систему связей (рис. 214). Связи подразделяют на вертикальные и горизонтальные.
Вертикальные связи устраивают в каждом продольном ряду колонн, в середине температурного блока, ограниченного торцом здания и температурным швом или температурными швами (рис. 214, а). Простейшим видом связи при шаге колонн в 6 или 12 м являются крестовые связи из прокатных профилей стали. Крепление связей к железобетонным колоннам (рис. 214, б) осуществляют сваркой элементов связей с дополнительными закладными частями колонн.

Горизонтальные связи устраивают у торцовых стен для образования пространственного блока из двух несущих конструкций покрытия. Такой пространственный блок воспринимает ветровую нагрузку, действующую на торцовую стену. Крестовые связи из прокатной стали располагают в плоскости нижнего (иногда и верхнего) пояса. Связи по нижнему поясу ригеля рамы образуют так называемую ветровую ферму, опорные давления которой передаются распоркам вертикальных связей и далее — на все колонны и фундаменты температурного блока. Если ограждающими конструкциями покрытия являются сборные железобетонные плиты, соединенные с верхними поясами ферм или балок сваркой закладных деталей, то эти плиты обеспечивают устойчивость сжатого пояса несущих конструкций покрытия и без связей по верхнему поясу. При малой ширине верхнего сжатого пояса ригеля в покрытиях с фонарями может оказаться недостаточной горизонтальная устойчивость верхнего пояса ригеля против изгиба в своей плоскости в пределах ширины фонаря. Горизонтальные связи по верхнему поясу в этом случае устраивают в пределах фонаря в крайних пролетах температурного блока и соединяют их по коньку стальньийи тяжами или железобетонными распорками, работающими соответственно на растяжение или сжатие.

 

БИЛЕТ

1. Вопрос. Уменьшить массу фермы позволяет использование трубчатых профилей. Однако для труб круглого сечения непосредственное соединение элементов в узле получается трудоемким (рис. 49, а). Иногда концы труб относительно небольших диаметров сплющивают (осаживают), что упрощает их соединение в узлах дуговой сваркой (рис. 49, б, в). Значительно проще оказывается соединение в узлах труб прямоугольного или квадратного сечения.

Рис. 49. Узлы стропильных ферм из труб круглого сечения

На рис. 50 представлены схема и узлы стропильной фермы из труб прямоугольного сечения, где показано конструктивное оформление крепления элементов решетки к нижнему и верхнему поясам, а также монтажных стыков в середине пролета.

Рис. 50. Стропильная ферма из труб прямоугольного сечения

 

2. Вопрос. Целью статического расчета поперечной рамы является определение усилий и перемещений в ее элементах. Прежде всего устанавливают расчетную схему сооружения, значения нагрузок и места их приложения. Поперечная рама состоит из колонн, защемленных в фундаментах, и шарнирно опирающихся на них ригелей. Рамы температурного блока связаны между собой покрытием. Сборные железобетонные плиты покрытия, соединенные сваркой закладных деталей и заливкой швов, представляют жесткую в своей плоскости диафрагму, обеспечивающую совместную работу поперечных рам. Если нагрузка приложена одновременно ко всем рамам блока (ветер, масса конструкций, снег), то рамы находятся в одинаковых условиях и расчет каждой из них может производиться независимо. Если же внешняя нагрузка приложена к одной или нескольким рамам (крановая), то незагруженные рамы будут оказывать сопротивление указанному воздействию. В этом случае нужно учитывать пространственную работу каркаса. Поперечные рамы одноэтажных зданий рассчитывают на воздействие: постоянных нагрузок — массы покрытия, навесных стен, собственной массы каркаса и т. п.; временных нагрузок (длительных и кратковременных). К длительным относятся нагрузки от массы стационарного оборудования, одного мостового крана с коэффициентом 0,6 и часть снеговой нагрузки. Кратковременными считают ветровую, нагрузку от двух сближенных кранов, часть снеговой и т. п. В необходимых случаях при расчете рам следует учитывать также особые воздействия: сейсмические; воздействия, вызванные авариями технологического оборудования; просадкой грунтового основания и т. п. Расчет рамы выполняют на основные и особые сочетания нагрузок [2].

3. Вопрос. ПРАВИЛА АРМИРОВАНИЯ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯ. Армировка платформы перекрытия должна выполняться только в соответствии с конкретными требованиями технологического плана:

1. Напряженная сетка, которая состоит из высокопрочных канатов, должна обязательно использоваться для армировки плит, перекрывающих пролеты и тех, которые имеют длину свыше 8 м.
2. В частности, для армировки применяют обычные сетки сварочного образца из прутьев в диаметре свыше 6 мм. Дистанция между подобными прутьями не должна превышать более 60 см.
3. Толщина платформы будет зависеть от ширины перекрытия. Армировка прутьями осуществляется в том случае, если данное соотношение меньше (это можно определить, выполнив соответствующий расчет).
4. Толщина платформы менее 15 см дает возможность использовать только лишь однослойное армирование. Если же толщина большая, то необходимо создать два слоя (один – в нижней части, другой – в верхней).
5. Для заливки арматуры лучше всего применять жидкий бетон, имеющий марку М200. В противном случае, материалы не обеспечат должной прочности.
6. Помимо этого, выполняется расчет армирования плиты перекрытия, предусматривающий дополнительное усиление в определенных областях. Соответственно, данному усилению подвергаются места касания с опорами, скопления нагрузок, соприкосновения с отверстиями и середина плиты.
7. Вспомогательная армировка в основном используется только лишь для отверстий, а основная выполняется полноценно. Тем не менее, расчет опалубки необходимо осуществлять во всю длину конструкции.

 

БИЛЕТ

1. Вопрос. Стальные колонны одноэтажных зданий имеют постоянное и переменное сечения по высоте. Кроме того, колонны делят на сплошного, сквозного и смешанного типов сечений. В смешанном типе колонн надкрановая часть имеет сплошное сечение, а подкрановая – сквозное. Колонны производственных зданий работают на внецентренное сжатие. Расчетная длина колонны в плоскости рамы зависит от формы потери устойчивости и определяется как произведение геометрической длины на коэф. μ. Для ступенчатых колонн расчетные длины определяются раздельно для нижней и верхней .частей колонны. Предполагается, что обе части колонны достигают критического состояния одновременно при пропорциональном увеличении действующих в них усилий, т.е. соотношение между критическими силами для отдельных участков равно отношению действующих в них усилий. Для определения коэф. μ₁ следует рассмотреть условия закрепления концов колонны. Расчетную длину из плоскости рамы принимают равной наибольшему расстоянию между точками закрепления колонны от смещения вдоль здания.

2. Вопрос. Расчёт и конструирование монолитного ребристого перекрытия Расчёт перекрытия состоит из последовательных расчетов его элементов: плиты, второстепенных и главных балок. При расчете элементов перекрытия можно ограничится расчётом по несущей способности, так как при назначенных предварительных размерах поперечных сечений жесткость элементов, как правило, достаточна. В данном курсовом проекте, согласно заданию на проектирование, расчёт и конструирование главной балки не выполняются. Расчёт и конструирование плиты монолитного перекрытия Расчётные пролеты и нагрузки Для крайних пролётов расчётным является расстояние от грани крайней балки до оси опоры плиты на стене: в коротком направлении: где –пролёт плиты между осями рёбер; в длинном направлении: Для средних пролётов плиты расчетным является расстояние в свету между балками: в коротком направлении (между второстепенными балками): в длинном направлении (между главными балками): Так как и, плиту рассчитываем как балочную в направлении коротких пролётов. Расчёт балочной плиты, загруженной равномерно распределенной нагрузкой производится как многопролетной неразрезной балки с условной шириной 100см, крайними опорами для которой являются.

3. Вопрос. В настоящее время существует целый ряд типов плит (панелей) покрытий, решаемых по беспрогонной схеме, и постоянно разрабатываются новые конструктивные решения. Наибольшее распространение получили плиты пролетом 12 м (рис. 11.9, а) и 6 м, шириной 3 м (основные) и 1,5 м (доборные) с двумя продольными и поперечными ребрами. Основная продольная арматура выполняется предварительно напряженной. Полка армируется сварной сеткой, поперечные ребра — сварными каркасами. Толщина полки принимается 2,5 см для плит пролетом 12 м и 3 см для плит пролетом 6 м. Бетон плит l = 12 м классов В30...В40, плит l =6 м—В15...В30. В ряде случаев уменьшают высоту сечения продольных ребер к опоре, что дает экономию бетона (до 9 %) и снижает стоимость конструкции. Поскольку нагрузка от собственной массы плит покрытия составляет значительную долю от полной нагрузки, целесообразно изготовлять их из бетона на легких заполнителях (γ=18 кН/м3), что снижает массу конструкций до 25 %. Расчет плит в продольном направлении производят как однопролетных свободно опертых балок таврового сечения на совместное действие постоянных (от массы плиты и кровли) и временных (от снега) нагрузок. Полка плиты в зависимости от расстояния между поперечными ребрами рассчитывается как неразрезная балочная плита или плита, опертая по контуру (см. гл. 9). Наиболее сложное напряженное состояние в плите возникает в опорных сечениях, которые усиливаются вутами и армируются дополнительными сетками.

 

⇐ Предыдущая891011121314151617Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: