Металлический каркас используют для общественных и промышленных зданий, он позволяет создать прочную и изящную основу за короткий промежуток времени. В жилых зданиях металлические конструкции не применяют, это связано с характеристиками металла, в частности, с его высокой звукопроводимостью. Далее мы рассмотрим по каким причинам для каркаса производственных зданий используют металл, и какие расчеты производят при проектировании стального каркаса.
Преимущества стального каркаса для производственных зданий
Применение стальных конструкций в строительстве началось в 1925 году и с каждым годом количество таких конструкций лишь росло. Причиной активного роста послужил и технический прогресс в области металлообработки, и новые способы получения стали. Конструкции из металла активно использовались в мостостроении и в промышленности. Инженеры по достоинству оценили возможности металлических конструкций для строительства зданий и сооружений, ими разрабатывались новые формы и объемы, большие пролеты, которые невозможно было выполнить в другом материале.
Металлические конструкции отличает широкий набор преимуществ, определяющих их широкую сферу применения:
- возможность перекрыть большие пролеты между колоннами;
- прочность и высокая надежность;
- скорость монтажа элементов;
- индустриальное производство, которое обеспечивает высокое качество;
- возможность переработки и повторного использования.
Стоит отметить также, что помимо достоинств, этот материал обладает и недостатками, он подвержен коррозии, требует устройства огнезащиты, также его отличает высокая стоимость. При проектировании любого объекта оценивают технико-экономические показатели, которые позволяют оценить и выбрать наиболее приемлемое в данных условиях решения. В большинстве случае при проектировании производственных зданий, стальной каркас является самым оптимальным вариантом.
Рисунок 1. Стальной каркас будущего здания. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Легированная сталь – это сталь, в составе которой помимо железа и углерода содержаться специально введенные легирующие элементы (марганец, кремний, сера, фосфор, кислород. Концентрация этих элементов небольшая,1-3%, но они позволяют увеличить ударопрочность, износостойкость, трещиностойкость стали.
Этапы расчета стального каркаса
Проектирование металлических конструкций ведется согласно СП 16.133330.2011. «Стальные конструкции». Все решения и расчеты оформляются в виде проекта «Конструкции металлические» или сокращенно КМ. Проект содержит текстовую и графическую часть.
Расчеты ведутся в следующей последовательности:
- описываются исходные данные для проектирования (район строительства, шаг колонн, марка стали, количество и режим работы кранов, тип кровли, длина здания);
- определяют компоновочные размеры поперечной рамы стального каркаса;
- ведут расчет поперечной рамы, для этого собирают данные о постоянной и временной нагрузках, составляют расчетную схему рамы, учитывающую ее геометрию, тип и сопряжение элементов. Затем выполняют определение расчетных сочетаний усилий для колонн с помощью программного комплекса или вручную;
- ведут расчет стропильной фермы, для этого составляют расчетную схему фермы и указывают нагрузки, определяют расчетные усилия в стержнях, и подбирают сечение;
- выполняют расчет и конструирование колонны подбирают сечение для верхней надкрановой и нижней подкрановой части и конструируют базу колонны;
- выполняют расчет подкрановой балки;
- выполняют расчет торцевого фахверка;
- выполняют расчет связей.
В графической части показывают конструкции и элементы конструкций, узлы сопряжений, оформление чертежей должно соответствовать СПДС по оформлению технической документации. На планах и разрезах указывают типы принятых сечений элементов конструкций и их генеральные размеры. С помощью условных обозначений показывают тип сварки, отверстия, болты.
При ведении расчетов должны учитываться требования СП 20.13330.2011 «Нагрузки и воздействия», который является актуализированной редакцией СНиП 2.01.07-85.
Проектирование стального металлического каркаса состоит из расчетов и конструирования, эти работы могут выполняться в специальных программных комплексах или вручную. В учебных целях студентов зачастую просят использовать оба метода, это позволяет освоить методику расчета и более осмысленно использовать программы для расчетов.
