Стальной каркас промышленных зданий

1. 3 Стальной каркас промышленных зданий. Стальные каркасы промышленных зданий по конструктивным схемам аналогичны железобетонным ( рис. 1). Рис. 1. Стальной каркас одноэтажного промздания со стропильными и подстропильными фермами: 1 — фундамент; 2 — колонна; 3 — фундаментная балка; 4 — стойка фахверка; 5 — подстропильная ферма; 6 — стропильная ферма; 7 — прогоны; 8 — профилированный настил; 9 — утеплитель по пароизоляции; 10 — стяжка; 11 — кровельный ковер; 12 — подкрановая балка; 13 — ходовой мостик. Фундаменты под стальные колонны проектируют монолитными столбчатыми без стакана. Верхний обрез фундамента имеет отметку -0,7 м или -1,0 м, таким образом, траверса колонны заглубляется ниже пола и замоноличивается слоем бетона до отметки 0.000. (см. рис. 2 и 3). Для колонн без траверсы отметка верха фундамента - 0.300. Базу колонны крепят к фундаменту анкерными болтами. Количество анкеров в фундаменте определяют расчетом. Стены опирают на фундаментные балки, как и в железобетонных каркасах. Рис. 2 Крепление стальной колонны с траверсой к столбчатому фундаменту анкерными болтами. Рис. 3. Конструкция оголовков и баз колонн: а — оголовок колонны сплошного сечения; б — то же, двухветвевого сечения; в — база из одного опорного листа; г — база с траверсами; 1 — опорные ребра; 2 — колонна; 3 — балка; 4 — опорная плита; 5 — анкерные болты; 6 — траверса; 7 — выравнивающий слой мелкозернистого бетона или раствора; 8 —столбчатый фундамент. Рис. 4 Типы стльных колонн одноэтажных производственных зданий с мостовыми кранами: а – сплошные постоянного для кранов до 20 т и переменного сечения для кранов до 50 т; б – решетчатые переменного сечения; в – раздельная переменного сечения. Стальные колонны одноэтажных зданий проектируют сплошного и сквозного типов с постоянным и переменным по высоте сечением (см. рис 3 и 4). Колонны сплошного постоянного сечения из широкополочных двутавров используют в зданиях без мостовых кранов высотой до 8,4 м. Базы таких колонн имеют опорную плиту (рис.3 в), которая крепится анкерными болтами к фундаменту. В зданиях без мостовых кранов высотой от 9,6 до 18 м проектируют колонны сквозного двухветвевого сечения (рис 3 г), ветви колонн выполняют в основном из двутавров. Типы колонн для зданий с мостовыми кранами показаны на рис. 4. Стальные колонны применяют в районах с расчетной температурой наружного воздуха до –40 С для отапливаемых зданий и до -30 С для неотапливаемых зданий. Стальные подкрановые балки проектируют разрезными (длина соответствует шагу колонн – 6 или 12 м) и неразрезными. Разрезные подкрановые балки проще по конструкции и несложны в монтаже. Неразрезные сложнее монтировать и перевозить. По сечению подкрановые балки проектируют сплошными и решетчатыми (рис. 5). Стальные несущие конструкции покрытия, как и железобетонные, применяют с подстропильными конструкциями и без них. Чаще применяют фермы, реже балки сплошного сечения и рамы. Унифицированные стальные фермы изготавливают для пролетов 18, 24, 30 и 36 м (см. рис. 6). Пояса и решетки ферм изготавливают из спаренных прокатных уголков, широкополочных тавров и двутавров, замкнутых гнутосварных профилей прямоугольного сечения и из круглых труб. Фермы рассчитаны на установку световых и аэрационных фонарей всех типов. Рис. 5. Стальные подкрановые балки: а – сплошного сечения из прокатных двутавров с усилением верхних полок; б – то же, сварные; в - то же, клепаные; г – сквозного сечения; д – крепление балок к железобетонной колонне; е, ж – то же, к стальной; з – крепление рельса к балке крюками; и, к – то же, лапками. 1 – тормозная балка; 2 – крепежная планка; 3 - упорный уголок; 4 – стальная фасонка; 5 – подставка; 6 – цементнопесчаный раствор; 7 – опорное ребро; 8 – рельс; 9 – крюк; 10 – стальная лапка. Рис. 6 Унифицированные типовые схемы стальных стропильных ферм промышленных зданий: а – трапециевидные двускатные; б – с параллельными поясами под плоскую кровлю; в – треугольные; г – трапециевидные односкатные; д–с параллельными поясами под двускатную пологую кровлю. Рис. 7 Стальные подстропильные фермы: а – для стропильных ферм из горячекатаных уголков; б – для ферм из широкополочных двутавров и из труб; в – то же, из гнутосварных профилей прямоугольного сечения; г – конструкция покрытия с применением стропильной и подстропильной ферм и ребристых железобетонных плит покрытия (фрагмент); 1 – колонна; 2 – стропильная ферма; 3 – подстропильная ферма; 4 – плита покрытия; 5 – надопорная стойка (двутавр). Стальные каркасы применяют в многоэтажных зданиях различного производственного назначения и в открытых промышленных этажерках для химической и нефтеперерабатывающей промышленности. Обычно здания проектируют не выше 9 этажей, исключение составляют производственно – лабораторные корпуса, высота которых может составлять 20 – 25 этажей. Основные объемно – планировочные параметры зданий со стальным каркасом назначают, как и для железобетонных каркасов на основе единых требований унификации. Стальные конструкции каркасов эффективны при нестандартных габаритах помещений или повышенных нагрузках на конструкции. Стальные каркасы также как и железобетонные проектируют по рамной, рамно – связевой и связевой схемам. Наибольшее распространение получила рамно – связевая схема с рамами в поперечном направлении здания и вертикальными связями в продольном направлении. Колонны имеют двутавровое, коробчатое, замкнутое или крестовое сечение (рис. 8). Крепление колонн к фундаментам осуществляют также как и в одноэтажных зданиях. Рис. 8 Сечения металлических колонн для многоэтажных зданий: а) таврового сечения; б) коробчатого сечения; в) крестового сечения; г) замкнутого сечения; д) составного сечения из двух швеллеров и из двух двутавров. Рис. 9 Соединение металлических балок многоэтажных зданий. Фото 1. Многоэтажное здание в металлическом каркасе Фото 2. Металлический каркас