Металлические конструкции
Металл имеет широкую сферу применения, это и общественные здания со сложной конфигурацией, и промышленные объекты с большими пролетами, а также небольшие склады или ангары. Металл помимо очевидных преимуществ имеет и ряд ограничений. Из-за подверженности коррозии металл нельзя применять во влажных помещениях, к примеру, в бассейнах, аквапарках или на производствах, где технологический процесс предполагает высокую влажность. Также металл имеет низкий предел огнестойкости, поэтому требуется дополнительная конструктивная огнезащита.
Металлические конструкции изготавливаются на заводах, можно использовать сортамент, то есть каталоги готовой продукции или заказать изготовление по индивидуальным размерам, соответственно по этому признаку конструкции делятся на:
- прокатные;
- составные.
Чертежи, подготовленные конструктором в разделе «Конструкции металлические», передаются на завод, где они уточняются на стадии «Конструкции металлические деталировочные».
Для выполнения чертежей конструктор выполняет расчет, который позволяет установить необходимые размеры элементов. Количество элементов составной конструкции зависит от ее конфигурации, это может быть уголок, двутавр, швеллер или труба.
Швеллер – это п-образный металлический элемент, который используется в качестве опорной конструкции в строительстве.
Рисунок 1. Примеры ферм с параллельным поясом. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Оптимальный шаг ферм в металлических конструкциях
Одним из важных решений, которое предопределяет то, каким будет здание и его конструкции является шаг ферм. Расстояние устанавливается с учетом ряда факторов:
- габаритов технологической линии, оценивается высота, ширины и длина оборудования, его размещение и требуемые зазоры;
- типовых размеров ферм;
- ограничений участка, размеров пятна застройки.
Металлические фермы устойчивы к деформациям, имеют небольшой вес, доступны по стоимости, долговечны и прочны при соблюдении условий эксплуатации. По сравнению с балками фермы имеют меньшую металлоемкость и могут выдерживать большие нагрузки. На характеристики фермы влияет и ее конструкция, пояса фермы могут быть параллельными, также распространены арочные фермы, треугольные односкатные и двухскатные, полигональные и трапецеидальные, и сегментные. Ферма состоит из верхнего и нижнего пояса, решетки, стоек, раскосов, шпренгеля и узлов. Элементы соединяются между собой с помощью металлического листа.
При значительных нагрузках рисунок решетки может быть изменен, чтобы обеспечить конструктивные требования. Фермы изготавливаются согласно стандартам, в ГОСТе приведены подробные требования по производству, сварке и материалам.
В большинстве случаев для промышленных объектов используются типовые конструкции, которые подбираются по сортаментам и проверяются на соответствие первой и второй группе предельных состояний. В качестве основного модуля принимается шаг равный 6 метрам.
При выборе шага ферм также учитываются нагрузки, алгоритм расчета выглядит так:
- оценивается вес прогонов на 1 квадратном метре покрытия и вес ферм на одном квадратном метре покрытия;
- через производную от пролета прогонов от полного веса прогонов и ферм находят наиболее целесообразный шаг.
Помимо технических показателей учитывается и экономика, а именно заводская стоимость ферм и стоимость монтажа.
Обычно рассматривают несколько вариантов, к примеру, при увеличении шага ферм с 6 до 12 метров вес уменьшается поскольку снижается конструктивный коэффициент.
Согласно данным статистики самые легкие фермы имеют пропорции 1 к 7 -1 к 9, за счет специальной решетки они имеют высокую несущую способность. Генеральные размеры фермы на стадии эскиз принимаются в первом приближении, а затем уточняются на стадии «проект».
К менее популярным относятся шедовая ферма, треугольная ферма с полигональным нижним поясом.
Фермы — это уникальный конструктивный элемент, который при малой металлоемкости обладает большим запасом прочности и жесткости. За счет системы труб и жестких узлов достигается оптимальная работа на сжатие и растяжение. С помощью балки можно перекрыть пролеты до 15-18 метров, но лишь ферма позволит перекрыть расстояния в 30- 40 метров, создавая просторное помещение для размещения необходимого оборудования. Установка ферм, так же, как и установка балок выполняется с помощью грузоподъемного оборудования.
