Виды стальных каркасов промзданий

Каркасы промзданий можно классифицировать на лёгкие и тяжёлые, с мостовыми, подвесными, козловыми кранами и без кранов, цельнометаллические и смешанные. Основными несущими элементами стального каркаса промышленного здания, воспринимающими большинство действующих нагрузок, являются плоские поперечные рамы, образованные колоннами и ригелями (стропильными фермами). В пространственный каркас эти рамы объединены продольными элементами (подкрановыми балками, ригелями стенового ограждения, распорками, связями, прогонами или панелями кровли, фонарями).Для металлических каркасов производственных зданий основным типом являются рамы со стойками сплошного или сквозного сечения, жестко защемленными в основании, и ригелями в виде стропильных ферм. Ригели сплошного сечения имеют некоторые преимущества по в изготовлении, более транспортабельны, а их меньшая строительная высота приводит к некоторому снижению высоты стен и уменьшению объема здания. Однако они применяются реже вследствие худших, по сравнению со сквозными ригелями, показателей по расходу металла.

Сопряжение ригелей с колоннами может быть жестким идя шарнирным. В однопролетных рамах жесткое сопряжение целесообразно при наличии значительных по величине горизонтальных воздействий мостовых кранов, особенно при тяжелом режиме их работы, а также в зданиях, оборудованных кранами с жестким подвесом или другими специальными кранами, для которых характерны большие динамические воздействия.

В многопролетных рамах, которые обладают большей горизонтальной жесткостью, обычно осуществляют шарнирное сопряжение ригелей с колоннами. Шарнирное сопряжение особенно целесообразно в узлах примыкания ригелей к внутренним колоннам, при одинаковой высоте смежных пролетов, поскольку при жестком соединении передача больших по величине опорных моментов, возникающих в этих узлах, связана со значительными конструктивными трудностями.

В зданиях со смешанным каркасом применяется шарнирное опира-ние ферм на колонны, что объясняется повышенной жесткостью железобетонных колонн и удобством свободного опирания стропильной фермы сверху.

В ряде случаев для многопролетных рам рациональны оба вида сопряжения ригелей с колоннами — жесткое в одних узлах и шарнирное в других. Следует отметить, что конструкция рамы может быть комбинированной, при которой часть колонн, наиболее высоких и нагруженных, проектируют стальными, а остальные — железобетонными. В этом случае одновременно используются оба вида сопряжений ригелей с колоннами.

С точки зрения более широкого использования типовых металлических ферм как для зданий с металлическим, так и для зданий со смешанным каркасом целесообразно более широкое внедрение шарнирного сопряжения ригеля с колоннами. Типовых ферм для рам с жестким сопряжением ригеля с колоннами разработать пока не удается, из-за сложности учета рамного момента, величина которого заранее неизвестна и определяется расчетом для каждого проектируемого здания.

Конструкция рамы определяет также расчётную схему колонны для расчёта её на устойчивость.

Рамы современных производственных зданий часто имеют довольно сложные схемы. В зависимости от назначения здания могут быть однопролетными и многопролетными; с ригелями в одном уровне и с перепадами по высоте. Некоторые примеры поперечных рам приведены на рисунках ниже.

По статическим схемам можно выделить балочные, арочные, висячие мосты, а также комбинированные системы. Пролёты мостов могут быть до 500 м для балочных и более километра, для висячих. Длина пролётных строений с опорами может достигать десятков километров. В отечественном строительстве нашли применение в основном балочные мосты, висячие как в Бресте у крепости скорее исключение. В гидротехническом строительстве нашли применение акведуки – мосты-водоводы для переброски открытых или закрытых в трубах потоков воды через препятствия – долины, дороги, овраги, ущелья. Акведук от моста отличается только отсутствием проезжей части вместо которой уложен лоток или водовод и существенно отличается по нагрузкам. В мостах существует сосредоточенная подвижная динамическая нагрузка, которая влияет на расчёт и конструкции моста.В конструкциях мостов большое внимание уделяют обеспечению идеализации конструкций опорных частей устраивая различные виды шарниров.

Крайние опоры называют устоями, а средние быками. Выполняют их из различных материалов кирпича,бутобетона, бетона, железобетона, стали. В настоящее время используют два материала последних по списку.

1. СНиП 2.05.03-84. Мосты и трубы/ Госстрой СССР. – М.: ЦИТП Госстроя СССР 1988.-200с.

2.ТКП EN 1993-2-2009 Еврокод 3 ПРОЕКТИРОВАНИЕ СТАЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ Часть 2. Стальные мосты

Расчетные схемы и основные предпосылки расчета должны отражать действительные условия работы конструкций мостов и труб при их эксплуатации и строительстве.

Конструкции пролетных строений мостов, как правило, следует рассчитывать как пространственные, а при условном расчленении их на плоские системы - приближенными методами, выработанными практикой проектирования, и учитывать взаимодействие элементов между собой и основанием.

Несущие конструкции и основания мостов и труб необходимо рассчитывать на действие постоянных нагрузок и неблагоприятных сочетаний временных нагрузок, указанных в разд.2. Расчеты следует выполнять по предельным состояниям

Временные нагрузки от подвижного состава (транспортных средств) железных и автомобильных дорог в случаях, предусмотренных настоящими нормами, следует вводить в расчет с соответствующими динамическими коэффициентами.

2.5.7 Древесина и пластмассы для инженерных конструкций. Конструкционная древесина. Конструкционные пластмассы. ФМХ древесины и пластмасс, нормативные и расчётные сопротивления.