Область применения стальных и смешанных каркасов промышленных зданий
Область применения стальных каркасов с учетов дефицита стали регламентируется ТП 101-81 “Технические правила по экономному расходованию основных строительных материалов”. По этим правила в одноэтажных зданиях допускается применение стального каркаса при:
1.высоте здания от пола до низа стропильной фермы, равной или большей 18м.
2.кранов грузоподъемностью 50т и более, а при кранах весьма тяжелого режима работы – при любой грузоподъемности.
3.двухярусном расположении кранов.
4.шаге колонн более 12м.
5.строительстве в труднодоступных районах(горя, пустыни и тп) и в районах где нет базы по изготовлению ж/б конструкций.
Кроме того, допускается применение сквозных типовых легких конструкций комплектной поставки при пролетах не менее 24м и сплошные рамные коробчатые сечения при пролетах не менее 18м для строительства зданий площадью не менее 5тыс.кв.м., а при обосновании экономического эффекта в виде прибыли от реализации досрочно выпущенной продукции и при меньших площадях.
Смешанные каркасы, т.е. состоящие из ж/б колонн и стальных стропильных и подстропильных ферм, допускается применять при:
1.пролете не менее 30м.
2.подвесном транспорте грузоподъемностью 5т и более, а также при развитой сети конвейерного транспорта.
3.тяжелых условиях эксплуатации(динамические нагрузки или нагрев конструкций до температуры свыше 100°С).
4.расчетной сейсмичности 9 баллов и пролете не менее 18м, сейсмичности 8 баллов и пролете не менее 24м.
5.легких кровлях неотапливаемых зданий при пролете не менее 24м, а при наличии подвесного транспорта грузоподъемностью не менее 2т и при меньших пролетах.
6.пролетах многопролетных зданий с рулонной кровлей при пролете 18м и более.
В ж/б каркасах часть элементов (фонари, связи, ригели фахверка) допускается выполнять из стали, а подкрановые балки почти во всех случаях (за исключением балок пролетами 6 и 12м под краны легкого и среднего режима работы грузоподъемностью не более 32т) проектируются стальными.
7.Размещение колонн в плане при компоновке конструктивной схемы каркаса.
Размещение колонн в плане принимают с учетом технологических, конструктивных и экономических факторов. Оно должно быть увязано с габаритами технологического оборудования, его расположением и направлением грузопотоков. Размеры фундаментов под колонны увязывают с расположением и габаритами подземных сооружений. Колонны располагают так, чтобы вместе с ригелями они образовывали поперечные рамы, т.е. в многопролетных цехах колонны разных рядов устанавливают по одной оси.
Согласно требованиям унификации промышленных зданий, расстояние между колоннами поперек здания (размеры пролетов) назначают в соответствии с укрупненным модулем, кратным 6м (иногда 3м); для производственных зданий l =18,24,30,36м и более. Расстояние между колоннами в продольном направлении (шаг колонн) также принимают кратным 6м. Шаг колонн однопролетных зданий а также шаг крайних (наружных) колонн многопролетных зданий обычно не зависит от расположения технологического оборудования и его принимают равным 6 или 12м. Вопрос о назначении шага колонн крайних рядов (6 или 12м) для каждого конкретного случая решается сравнением вариантов. Как правило, для зданий больших пролетов (l≥30м) и значительной высоты (H≥14м) с кранами большой грузоподъемности (Q≥50т) оказывается выгоднее шаг 12м и, наоборот, для зданий с меньшими параметрами экономичнее оказывается шаг колонн 6м. У торцов зданий колонны обычно смещаются с модульной сетки на 500мм для возможности использования типовых ограждающих плит и панелей с номинальной длиной 6 или 12м. Смещение колонн с разбивочных осей имеет и недостатки, поскольку у торца здания продольные элементы стального каркаса получаются меньшей длины., что приводит к увеличению типоразмеров конструкций.
В многопролетных зданиях шаг внутренних колонн исходя из технологических требований часто принимается увеличенным, но кратным шагу наружных колонн.
При больших размерах здания в плане в элементах каркаса могут возникать большие дополнительные напряжения от изменения температуры. Поэтому в необходимых случаях здание разрезают на отдельные блоки поперечными и продольными температурными швами.
Наиболее распространенный способ устройства поперечных температурных швов заключается в том, что в месте разрезки здания ставят две поперечные рамы (не связанные между собой какими-либо продольными элементами), колонны которых смещают с оси на 500мм в каждую сторону, подобно тому как это делают у торца здания.
Продольные температурные швы решают либо расчленением многопролетной рамы на две (или более) самостоятельные, что связанно с установкой дополнительных колонн, либо с подвижным в поперечном направлении опиранием одного или другого устройства. В первом решении предусматривается дополнительная разбивочная ось на расстоянии 1000 или 500мм от основной. Иногда в зданиях, имеющих ширину, превышающую предельные размеры для температурных блоков, продольную разрезку не делают, предпочитаю некоторое утяжеление рам, необходимое по расчету на температурные воздействия.
В некоторых случаях планировка здания, обусловленная технологическим процессом, требует, чтобы продольные ряды колонн двух пролетов цеха располагались во взаимно перпендикулярных направлениях. При этом также возникает необходимость в дополнительной разбивочной оси. Расстояние между осью продольного ряда колонн одного отсека и осью торца другого отсека, принимается равным 1000мм, а колонны смещаются с оси внутрь на 500мм.