Каркас одноэтажных зданий состоит из поперечных рам, шарнирно связанных
поверху стропильными конструкциями. Поперечная жесткость здания обеспечивается
колоннами, жестко защемленными в фундаменте и диском покрытия.
В зданиях с кровлей, устраиваемой
по сплошному настилу из крупноразмерных железобетонных плит, условия работы
отдельных рам облегчаются за счет частичной передачи нагрузок «жесткой» кровлей
на смежные рамы.
Здания с кровлей из плит, укладываемых по прогонам, находятся в менее
благоприятных условиях, т.к. независимость деформации отдельных рам при
воздействии на них местных нагрузок может привести в ряде случаев к ухудшению
эксплуатационных свойств здания.
Поэтому при проектировании зданий
с мостовыми кранами значительной грузоподъемности, а также бескрановых, имеющих
большую высоту, следует предусматривать продольные связи по верхним поясам стропильных конструкций, до
некоторой степени объединяющих работу рам в поперечном направлении.
Обеспечение жесткости здания в продольном направлении только за счет
колонн экономически оправдывается лишь для бескрановых зданий: с пролетами L ≤ 24 м и высотами Н ≤
8,4 м, а также для зданий с L=
30 м и Н ≤ 7,2 м. Для зданий
большой высоты и зданий с мостовыми кранами необходимо предусматривать
вертикальные связи жесткости в продольном направлении. Такие связи устраивают
между колоннами и при необходимости в покрытии здания.
Передача ветровых нагрузок с торцовых стен на колонны и вертикальные
связи через конструкции кровли целесообразна только для зданий определенных
пролетов и высоты. В большепролетных зданиях более или менее значительной
высоты такое использование кровли затрудняет крепление стропильных конструкций
к колоннам, усложняет конструкции, обеспечивающие устойчивость покрытий, а в
ряде случаев и вообще не может быть осуществлено без нарушения целостности
кровли, прочности креплений ее к стропильным конструкциям.
Торцовые стены таких зданий должны
проектироваться с применением горизонтальных ветровых ферм и с передачей на них
подавляющей части ветровой
нагрузки.
Кровли из относительно мелких изделий, укладываемых по прогонам, могут
воспринимать ветровые нагрузки от торцовых стен и передавать их на колонны лишь
при условии развязки их системой поперечных горизонтальных связей по верхним
поясам стропильных конструкций. Условия применения таких, а также других
второстепенных конструкций (вертикальные связи между фермами, распорки,
растяжки) зависят от параметров здания.
Все одноэтажные промышленные здания делят на конструктивно однородные
группы в зависимости от типа транспортного оборудования и габаритных
характеристик (пролет и высота), которые приведены в таблице 1 ниже.
К группе I
относят здания с пролетами до 24 м, имеющих высоту до 8 м, а также здания с
пролетами 30 м и высотой до 7 м.
К группе II
относятся здания, имеющие поперечные температурные швы при: L= 18 м и Н = 9 – 15 м;
L= 24 м и
Н = 9 – 12 м; L ≥ 30 м и
Н = 9 – 10 м;
К группе III
относятся здания с поперечными температурными швами, но более высокие, чем
здания группы II, а также здания без поперечных
температурных швов с пролетами L= 18 м, 24 м, 30 м, высотой более 12 м.
Все здания указанной номенклатуры, за исключением зданий группы А – б
- I, требуют применения связей.
Вертикальные связи жесткости между колоннами устанавливают в середине
температурного блока каждого продольного
ряда. В зданиях с мостовыми кранами вертикальные связи по колоннам устраиваются
только на высоту до низа подкрановых балок (рис.1), а в зданиях без мостовых
кранов – на полную высоту колонн. Между стальными колоннами крановых зданий
связи устанавливают еще и в надкрановых
частях колонн, как в середине
температурного блока, так и в крайних его шагах. При высоте
подкрановой части стальной колонны превышающей 8,5 м связи сдваивают.
По схеме стальные связи между колоннами подразделяются на крестовые и
портальные. Крестовые характерны 6-метровым шагам колонн, портальные –
12-метровым.
 |
| Вертикальные связи по фермам |
Капитальные стены, расположенные в распор между колоннами и прочно
связанные с ними, могут быть использованы для обеспечения продольной жесткости
здания вместо вертикальных связей лишь при гарантии, что эти стены не будут
подлежать разборке при эксплуатации или реконструкции здания.
Во всех зданиях с кровлей по прогонам необходимо предусматривать
горизонтальные поперечные связи жесткости, которые устанавливают по верхним
поясам стропильных конструкций в крайних панелях каждого температурного блока,
независимо от наличия или отсутствия ветровых ферм.
В
высоких зданиях требуется устройство горизонтальных ветровых ферм в торцах
зданий. В зданиях с мостовыми кранами ветровые фермы устанавливаются на уровне
верха подкрановых балок. |
| Схема расположения ветровой фермы в уровне подкрановых балок |
Для передачи давления ветровых ферм по линии подкрановых балок зазоры
между торцами балок заполняют бетоном, а крепление подкрановых балок к колоннам
связевой панели рассчитывается на восприятие всех горизонтальных сил (включая
силы от продольного торможения кранов), действующих по линии подкрановых балок.
В зданиях без мостовых кранов ветровые фермы необходимо располагать в
уровне верха вертикальных связей.
Во всех случаях применения ветровых ферм в зданиях без подстропильных
конструкций между колоннами на уровне ветровых ферм должны быть поставлены
распорки для передачи ветрового давления от ферм на вертикальные связи.
В зданиях с подстропильными конструкциями крепление их к колоннам
рассчитывается на горизонтальные нагрузки от ветровых ферм. Зазоры между
торцами подстропильных конструкций рекомендуется заполнять бетоном.
Все продольные нагрузки, воспринимаемые отдельными элементами здания, в конечном
счете, должны быть переданы вертикальным связям в продольных рядах колонн или
распределены между колоннами. Необходимость во второстепенных устройствах для
обеспечения прочности узлов и устойчивости элементов покрытия, участвующих в
такой передаче, в значительной мере определяется типом кровли.
В зданиях типов А – а – I,
II, III и А – б – I с жесткими беспрогонными кровлями
ветровые нагрузки распределяются покрытием между всеми колоннами в продольных
рядах. Крепление каждой из стропильных конструкций к колоннам в этих случаях
должно быть рассчитано на воспринимаемую
ею часть общей ветровой нагрузки.
При невозможности обеспечить необходимую прочность крепления стропильных
конструкций к колоннам (например, в покрытиях имеющих стропильные конструкции с
большой высотой на опорах) устанавливают вертикальные связи между опорными
стойками стропильных конструкций в
крайних панелях температурного блока. При этом устанавливают и распорки между всеми колоннами ряда по их
оголовкам для распределения, воспринимаемого вертикальной связью, ветрового
давления между всеми колоннами ряда.
В
зданиях типа А – б – II,
в которых вертикальные связи между колоннами устраиваются на всю высоту колонн,
ветровые усилия передаются покрытием на колонны лишь в узлах крепления стропильных
конструкций к колоннам связевой панели. В этом случае необходимо устраивать
дополнительные связи в покрытии. Так, при небольшой высоте стропильных
конструкций на опоре между колоннами каждого продольного ряда устанавливают
распорки, передающие ветровые нагрузки на вертикальные связи. Крепление каждой
из стропильных конструкций к колоннам будет при этом работать лишь на
приходящуюся на него часть общей ветровой нагрузки. А при значительной высоте
стропильных конструкций на опоре (стальные и железобетонные фермы с
параллельными поясами, железобетонные безраскосные фермы и т.п.) следует
устанавливать вертикальные связи (С1) между опорными стойками ферм в крайних
шагах температурного блока, соединяемые
непрерывной цепью распорок. Стальные стропильные фермы дополнительно
развязываются по нижним поясам раскосами (С2) и крепятся к остальным фермам с
помощью растяжек по нижнему поясу (С3) и распорок по верхнему поясу (С4). |
| Схема связей в покрытии по стальным фермам |
В зданиях с мостовыми кранами тяжелого или особо тяжелого режимов работы
по продольным краям каждого температурного блока в уровне нижнего пояса
стропильных ферм устанавливают распорки (С5) и раскосы (С6).
В зданиях с фонарями в пределах фонаря устанавливаются распорки в
середине пролета, соединяющие узлы верхних поясов стропильных конструкций, а
также вертикальные и горизонтальные связи в крайних шагах температурного блока.
Связи
проектируют из прокатных, гнутых, гнутосварных профилей или электросварных
труб. Крепят их с помощью болтов
нормальной точности или высокопрочных, а также на сварке. 