Железобетонный каркас одноэтажных промышленных зданий

Железобетонный каркас одноэтажных промышленных зданий, его элементы

Рамные железобетонные каркасы являются основной несущей конструкцией одноэтажных производственных зданий и состоят из фундаментов, колонн, несущих конструкций покрытий (балок, ферм) и связей. Железобетонный каркас может быть монолитными и сборным. Преимущественное распространение имеет сборный железобетонный каркас из унифицированных элементов заводского изготовления. Такой каркас наиболее полно удовлетворяет требованиям индустриализации.

Для создания пространственной жесткости плоские поперечные рамы каркаса в продольном направлении связывают фундаментными, обвязочными и подкрановыми балками и панелями покрытия. В плоскостях стен каркасы можно усилить стойками фахверка, иногда называемого стеновым каркасом.

Фундаменты железобетонных колонн. Выбор рационального типа, формы и надлежащих размеров фундаментов существенно влияет на стоимость здания в целом. В соответствии с указаниями технических правил (ТП 101-81) бетонные и железобетонные отдельно стоящие фундаменты производственных зданий на естественном основании следует выполнять монолитными и сборно-монолитными. В фундаментах предусматривают уширенные отверстия — стаканы, имеющие форму усеченной пирамиды, для установки в них колонн. Дно стакана фундамента располагают на 50 мм ниже проектной отметки низа колонн, с тем чтобы подливкой раствора под колонну компенсировать возможные неточности размеров высоты колонн, допускаемые при их изготовлении, и выровнять верх всех колонн.

Размеры фундаментов определяют по расчету в зависимости от нагрузок и грунтовых условий.

Фундаментные балки предназначены для опирания наружных и внутренних стеновых конструкций на отдельно стоящие фундаменты каркаса. Для опирания фундаментных балок применяют бетонные столбики, устанавливаемые на цементном растворе на горизонтальные уступы башмаков или на фундаментные плиты. Установка стен на фундаментные балки кроме экономических создает также и эксплуатационные преимущества — упрощается устройство под ними всевозможных подземных коммуникаций (каналов, туннелей и т. п.).

Для защиты фундаментных балок от деформаций, вызванных увеличением объема при замерзании пучинистых грунтов, и для исключения возможности промерзания пола вдоль стен их засыпают с боков и снизу шлаком. Между фундаментной балкой и стеной по поверхности балки укладывают гидроизоляцию, состоящую из двух слоев рулонного материала на мастике. Вдоль фундаментных балок на поверхности грунта устраивают тротуар или отмостку. Для стока воды тротуарам или отмосткам придают уклон 0,03 — 0,05 от стены здания.

Колонны. В одноэтажных промышленных зданиях применяют обычно унифицированные сплошные железобетонные одноветвевые колонны прямоугольного сечения и сквозные двухветвевые. Прямоугольные унифицированные колонны могут иметь размеры сечения: 400х400, 400х600, 400х800, 500х500, 500х800 мм, двухветвевые — 500х1000, 500х1400, 600×1900 мм и др.

Высоту колонн подбирают в зависимости от высоты помещения Н и глубины их заделки а в стакан фундамента. Заделка колонн ниже нулевой отметки в зданиях без мостовых кранов равна 0,9 м; в зданиях с мостовыми кранами 1,0 м — для одноветвевых колонн прямоугольного сечения, 1,05 и 1,35 м — для двухветвевых колонн.

Для укладки подкрановых балок на колоннах устраивают подкрановые консоли. Верхнюю надкрановую часть колонны, поддерживающую несущие элементы покрытия (балки или фермы), называют надколонником. Для крепления несущих элементов покрытия к колонне в верхнем ее торце закрепляют стальной закладной лист. В местах крепления к колонне подкрановых балок и стеновых панелей располагают стальные закладные детали. Колонны с элементами каркаса сопрягают сваркой стальных закладных деталей с последующим их обетонированием, причем в колоннах, расположенных по наружным продольным рядам, предусматривают также стальные детали для крепления к ним элементов наружных стен.

Связи между колоннами. Вертикальные связи, расположенные по линии колонн здания, создают жесткость и геометрическую неизменяемость колонн каркаса в продольном направлении. Их устраивают для каждого продольного ряда в середине температурного блока. Температурным блоком называют участок по длине здания между температурными швами или между температурным швом и ближайшей к нему наружной стеной здания. В зданиях малой высоты (при высоте колонн до 7. 8 м) связи между колоннами можно не устраивать, в зданиях большей высоты предусматривают крестовые или портальные связи. Крестовые связи применяют при шаге 6 м, портальные (рис. 16.8, б) — 12 м, их выполняют из прокатных уголков и соединяют с колоннами путем сварки косынок крестов с закладными деталями.

Плоские несущие конструкции покрытий. К ним относят балки, фермы, арки и подстропильные конструкции. Несущие конструкции покрытия изготовляют из сборного железобетона, стали, дерева. Тип несущих конструкций покрытия назначают в зависимости от конкретных условий — величины перекрываемых пролетов, действующих нагрузок, вида производства, наличия строительной базы и др.

Железобетонные балки покрытий. В качестве несущих конструкций в ряде случаев используют железобетонные предварительно напряженные балки пролетом до 12 м для односкатных и малоуклонных покрытий, двускатные решетчатые пролетом 12 и 18 м — при наличии подвесных монорельсов и кран-балок. Односкатные балки предназначены для зданий с наружным водоотводом, двускатные можно применять в зданиях как с наружным, так и внутренним водоотводом. Уширенную опорную часть балки прикрепляют к колонне шарнирно посредством анкерных болтов, выпущенных из колонн и проходящих через опорный лист, приваренный к балке.

Железобетонные фермы и арки покрытий. Очертание фермы покрытия зависит от вида кровли, расположения и формы фонаря и общей компоновки покрытия. Для зданий пролетом 18 м и более применяют железобетонные предварительно напряженные фермы из бетона марки 400, 500 и 600. Фермы предпочтительнее балок при наличии различных санитарно-технических и технологических сетей, удобно располагаемых в межферменном пространстве, и при значительных нагрузках от подвесного транспорта и покрытия.

В зависимости от очертания верхнего пояса различают фермы сегментные, арочные, с параллельными поясами и треугольные.

Для пролетов 18 и 24 м применяют раскосные фермы сегментного очертания, а также типовые безраскосные фермы при скатной и малоуклонной кровлях. Последние обладают определенными преимуществами (удобный пропуск коммуникаций, особенности технологии изготовления).

Фермы с параллельными поясами использованы главным образом на многих действующих предприятиях при пролетах зданий 18 и 24 м и шаге 6 и 12 м. В некоторых случаях для покрытия большепролетных производственных зданий применяют сборные железобетонные арочные конструкции. По конструктивной схеме арки разделяют на двухшарнирные (с шарнирными опорами), трехшарнирные (имеющие шарниры в ключе и на опорах) и бесшарнирные.

Железобетонный каркас промышленного здания

Каркас — несущая основа здания, которая состоит из поперечных и продольных элементов. Поперечные элементы — рамы воспринимают нагрузки от стен, покрытий, перекрытий (в многоэтажных зданиях), снега, кранов, ветра, действующего на наружные стены и фонари, а также нагрузки от навесных стен. каркас здание железобетонный фундамент

Основные элементы каркаса — рамы. Они состоят из колонн и несущих конструкций покрытий — балок или ферм, длинномерных настилов и пр. Эти элементы соединяют в узлах шарнирно с помощью металлических закладных деталей, анкерных болтов и сварки. Рамы собирают из типовых элементов заводского изготовления. Другие элементы каркаса — фундаментные, обвязочные и подкрановые балки и подстропильные конструкции. Они обеспечивают устойчивость рам и воспринимают нагрузки от ветра, действующего на стены здания и фонари, а также нагрузки от кранов.

Каркасы проектируют железобетонными, металлическими и смешанными. При строительстве промышленных зданий в большинстве случаев применяют железобетонные каркасы.

Каркас одноэтажных и многоэтажных промышленных зданий состоит из поперечных рам, образованных колоннами и несущими конструкциями покрытия (балки, фермы, арки и др.), и продольных элементов: фундаментных, подкрановых и обвязочных балок, подстропильных конструкций, плит покрытия и перекрытия и связей. Если несущие конструкции покрытий выполняют в виде пространственных систем — сводов, куполов, оболочек, складок и других, то они одновременно являются продольными и поперечными элементами каркаса. Каркасы промышленных зданий монтируют в основном из сборных железобетонных конструкций, стали и реже из монолитного железобетона, древесины и пластмасс. Выбирая материал, надо учитывать размеры пролетов и шаг колонн, высоту зданий, величину и характер действующих на каркас нагрузок, параметры воздушной среды производства, наличие агрессивных факторов, требования огнестойкости, долговечности и технико-экономические предпосылки.

Читайте также  Особенности и преимущества несъемной опалубки из пенополистирола

Рис. 1. Общий вид сборного железобетонного каркаса: 1— колонна; 2 — подкрановая балка; 3 — ферма; 4— плиты покрытия; 5 — стальные рама фонаря; связи

Для строповки элементов каркаса при их транспортировании, складировании и монтаже в процессе изготовления в них закладывают монтажные (подъемные) петли из мягкой арматурной стали (класса А-1) или устраивают специальные отверстия. Сборку железобетонных элементов в каркас производят путем сварки стальных закладных деталей. На рис. 1 приведен общий вид сборного железобетонного каркаса одноэтажного промышленного здания.

Фундаменты. Под колонны каркаса зданий устраивают отдельно стоящие железобетонные фундаменты ступенчатой формы, имеющие в верхней части стакан, в который устанавливают колонны (рис. 2). В промышленных каркасных зданиях с шагом колонны 6 и 12 м фундаментные балки служат для опирания на них самонесущих стен и передачи от них нагрузок на фундаменты. Балки имеют тавровое или трапецеидальное поперечное сечение. Длина основных балок при шаге колонны 6 м—4950 мм, при шаге 12 м— 10700 мм.

Рис. 2. Опирание колонны на фундамент: 1 — колонна; 2 — фундамент

Балки, укладываемые у торцов здания и температурных швов, где шаг колонн уменьшен, на 500 мм короче основных —4450 и 10 200 мм. Толщина балок для кирпичных стен—250, 380 и 510 мм, блочных —380 и 510 мм, панельных —200, 240, 300 и 400 мм. Высота фундаментных балок 400 и 600 мм.

Балки длиной 6 м изготовляют без предварительного напряжения, длиной 12 м—предварительно напряженными.

Рис. 3. Фундаментная балка

Балки опирают непосредственно на ступени фундаментов или на бетонные столбики (рис. 4), выложенные по этим ступеням с таким расчетом, чтобы верхняя грань балок была расположена на отметке —0,030, т. е. на 30 мм ниже уровня чистого пола. Зазоры между торцами балок, а также между концами балок и колоннами заполняют бетоном марки 100.

Рис. 4. Опирание фундаментной балки: 1 — фундаментная балка; 2 — бетонный столбик; 3 — фундамент

Колонны. В одноэтажных промышленных зданиях сборные Железобетонные колонны применяют сплошные прямоугольного сечения (рис. 5, а, б) и сквозные двухветвевые (рис. 5, в). В зданиях, оборудованных мостовыми кранами, колонны имеют консоли для опирания на них подкрановых балок, на которые укладывают рельсы для передвижения крана. Унифицированные колонны имеют высоту, кратную модулю 600 мм. Проектная высота колонны (Н) исчисляется от уровня чистого пола помещения, т. е. от отметки 0, 000 до верха колонны без учета ее нижнего конца длиной 900—1350 мм, заделываемого в фундамент.

Рис. 5. Типы сборных железобетонных колонн одноэтажных промышленных зданий: а — для бескрановых зданий; б—крановые прямоугольного сечения; в — крановая двухветвевая для средних рядов

Часть колонны, расположенную выше консолей, называют над-крановой, ниже — подкрановой. Надкрановую часть колонны, поддерживающую элементы покрытия, называют надколонником. В двух-ветвевых колоннах надколонник выполняют из одной ветви, вследствие чего для опчрания подкрановых балок создаются уступы. Верхний торец колонны имеет стальной закладной лист с анкерными болтами для крепления несущих элементов покрытия. Стальные закладные детали предусматривают также в местах установки подкрановых балок и связей и, кроме того, в боковых плоскостях крайних колонн (для крепления стен). Подкрановые балки служат для передвижения по ним мостовых кранов и являются продольными связями между колоннами каркаса. Балки устанавливают на железобетонные колонны при их шаге 6 и 12 м. Подкрановые балки имеют тавровое или двутавровое сечение.

Стропильные балки. Их изготовляют односкатными, двускатными и с параллельными поясами (рис. 6).

Односкатные балки (рис. 6, а) применяют в покрытиях одноэтажных промышленных зданий пролетом 6—12 м, с шагом колонн 6 м и наружным водостоком. Двускатные балки (рис. 6, б) используют в покрытиях одноэтажных промышленных зданий при пролетах 6—18 м, шаге колонн 6 и 12 м с наружным и внутренним водостоком. Балки с параллельными поясами (рис. 6, в) применяют в покрытиях промышленных зданий с плоской кровлей при пролетах 12 и 18ми шаге колонн 6 и 12 м. Стропильные балки имеют тавровое или двутавровое сечение. В целях уменьшения массы балок и пропуска коммуникаций в их стенках устраивают отверстия различного очертания. Одно- и двускатные балки можно собирать из отдельных блоков с последующим натяжением пропущенной через них арматуры.

Балки устанавливают на железобетонные колонны или на несущие стены с устройством железобетонных подушек, а балки пролетом 18 м также на подстропильные балки. К колоннам балки покрытия прикрепляют анкерными болтами, выпущенными из колонн и проходящими через опорный лист, приваренный к закладной детали балки. Опорный лист балки прикрепляют к листу, заложенному в колонну.

Рис. 6. Железобетонные балки: а — односкатные; б — двускатные; в — с параллельными поясами

Подстропильные фермы и балки применяют в покрытиях одноэтажных многопролетных промышленных зданий наряду со стропильными фермами и балками (рис. 7),

Подстропильные фермы и балки применяют в средних рядах зданий для опирания ферм или балок покрытия в тех случаях, когда их шаг составляет 6 м, а шаг колонн средних рядов — 12 м.

Подстропильные фермы (балки) устанавливают вдоль здания непосредственно на колонны, с которыми их скрепляют путем сварки закладных деталей.

Рис. 7. Подстропильные железобетонные предварительно напряженные конструкции: а — балка; б — ферма; в—деталь опиравши ферм покрытия на подстропильную ферму; 1 — подстропильная ферма; 2 — стропильные фермы; 3 — плиты покрытия; 4— закладные детали для крепления ферм; 5 — то же, для крепления плит

Связи. Жесткость сборного железобетонного каркаса в поперечном направлении (поперек пролетов) обеспечивается жесткостью самих колонн и их закреплением в фундаментах. В продольном на-правлении (вдоль пролетов) в зданиях с мостовыми кранами и без них при высоте более 9,6 м жесткость каркаса обеспечивается уста, новкой продольных вертикальных стальных связей(рис. 58), которые располагаются в каждом продольном ряду колонн у середины каждого температурного блока. Их выполняют из прокатных профилей и приваривают к специальным закладным деталям колонн.

Рис. 58. Вертикальные связи между колоннами: а — крестовые; б — портальные; 1 —железобетонные колонны; 2 — подкрановые балки; 3 — балки (или фермы) покрытия; 4 — вертикальные связи

Несущий каркас чаще всего выполняют целиком из железобетона или стали и смешанным. Устройство железобетонного каркаса в сравнении со стальным дает возможность экономить до 60% стали. Элементы каркаса подвергаются силовым и несиловым влияниям. Силовые воздействия возникают от постоянных и временных нагрузок. В связи с этим элементы каркаса должны отвечать требованиям прочности и устойчивости. Под воздействием несиловых влияний и внутренней среды в виде положительных и отрицательных температур, тепловых ударов, жидкой и парообразной влаги, воздуха и содержащихся в воздухе химических веществ элементы каркаса должны отвечать требованиям долговечности.

Железобетонный каркас одноэтажных зданий из сборных элементов

Каркасы промышленных зданий выполняют в основном из сборного железобетона (рис. 67).

Основными элементами железобетонного сборного каркаса одноэтажных промышленных зданий являются фундаменты, фундаментные балки, колонны, несущие элементы покрытия (фермы), подкрановые балки и связи.

В каркасах большой протяженности устраивают температурные швы, расчленяющие каркас на отдельные участки, называемые температурными блоками.

Рис. 67. Общий вид железобетонного каркаса:

1 – колонна; 2 – подкрановая балка; 3 – ферма; 4 – плиты покрытия; 5 – рама фонаря;

6 – стальные связи.

Колонны подразделяют на две группы: одноветвевые (рис. 68, 69) и двуветвевые (рис. 70).

Рис. 68. Сборные одноветвевые железобетонные колонны для бескрановых пролетов одноэтажных зданий.

Рис. 69. Сборные одноветвевые железобетонные колонны для крановых пролетов.

Рис. 70. Сборные железобетонные двуветвевые колонны для крановых пролетов.

Те и другие делятся на крайние, расположенные вдоль наружных продольных стен, и средние (в многопролетных зданиях). Одноветвевые бесконсольные колонны применяют в пролетах без кранов или с подвесными кран-балками, колонны с консолями – в пролетах, оборудованных мостовыми кранами.

Читайте также  За­дел­ка швов меж­ду пли­та­ми пе­ре­кры­тия

Двуветвевые колонны находят применение в крупнопролетных зданиях (10,8 м и выше) большой высоты с мостовыми и подвесными кранами.

Фундаменты под колонны каркаса применяют сборные железобетонные стаканного типа или свайные. В зависимости от размеров и общего веса конструкция фундамента может состоять из одного или нескольких элементов.

Верхнюю плоскость фундамента располагают на 150 мм ниже уровня чистого пола. По выровненной поверхности устраивают горизонтальную гидроизоляцию и возводят стены.

Подкрановые балки служат для передвижения по ним мостовых кранов (рис. 70). Одновременно они являются продольными связями между стойками каркаса. Для кранов грузоподъемностью до 30 тонн применяют типовые подкрановые балки из сборного предварительно напряженного железобетона.

Рис. 70. Опирание подкрановой балки на колонну:

1 – колонна; 2 – подкрановая балка.

Верхние полки балок служат для крепления к ним крановых рельсов и восприятия горизонтальных инерционных усилий, вызываемых торможением крановой тележки.

Стропильные балки бывают односкатные, двускатные и с горизонтальными поясами для зданий с плоской крышей и предназначаются для установки с шагом 6 и 12 метров. Их можно опирать как на колонны, так и на несущие стены.

Стропильные фермы выполняются из сборного предварительного напряженного железобетона для пролетов 12, 24 и 30 метров и предназначены для установки с шагом 6 и 12 метров (рис. 71).

Рис. 71. Железобетонные предварительно напряженные стропильные фермы:

а – сегментная ферма; б – ферма с горизонтальными поясами.

По очертанию фермы предусмотрены двух типов: сегментные и с горизонтальными поясами.

Подстропильные конструкции применяются в средних рядах многопролетных зданий для опирания ферм или балок покрытия в тех случаях, когда их шаг составляет 6 метров, а шаг колонн средних рядов – 12 метров. Их устанавливают вдоль здания по верху колонн.

Колонны и основные несущие элементы покрытий образуют ряд поперечных рам. Для обеспечения пространственной жесткости каркаса между этими рамами необходима система связей. Связи, располагаемые в плоскостях верхнего или нижнего поясов ферм, называют горизонтальными, а связи, устанавливаемые в вертикальных плоскостях между фермами или колоннами – вертикальными. Роль горизонтальных связей выполняют крупноразмерные панели покрытия, скрепляемые с верхними поясами ферм и балок. Для восприятия инерционных сил при торможении кранов между колоннами в продольных рядах устраивают вертикальные связи (крестовые или портальные) (рис. 72).

Рис. 72. Вертикальные связи между колоннами:

а – крестовые; б – портальные;

1 – железобетонные колонны; 2 – подкрановые балки; 3 – балки покрытия;

Курсовая работа: Одноэтажное промышленное здание с железобетонным каркасом

I. Эскизное проектирование

1.1. Привязка колонн к разбивочным осям

1.2. Параметры мостового крана

1.3. Выбор типа колонн, размеры цеха по вертикали, проверка приближения габаритов мостового крана

1.4. Назначение длины температурного блока, привязка колонн торцевых рам блока продольном направлении

II. Статический расчет поперечной рамы

2.1. Расчетная схема

2.2. Сбор нагрузок на колонну

2.2.1. Постоянная нагрузка от собственного веса покрытия

2.2.2. Постоянная нагрузка от собственного веса стены

2.2.3. Нагрузки от веса подкрановой части колонны и подкрановой балки

2.2.4. Нагрузка от снега

2.2.5. Крановые нагрузки

2.2.6. Ветровая нагрузка

III. Расчет каркаса на ПЭВМ

IV. Расчет колонны

4.1. Расчет надкрановой части колонны

4.1.1. Расчетные сочетания усилий

4.1.2 Определение коэффициента продольного изгиба

4.1.3 Подбор сечения арматуры надкрановой части колонны

4.2 Расчет арматуры подкрановой части колонны

4.3 Расчет консоли колонны

V. Расчет безраскосной фермы

5.1 Геометрические размеры фермы и поперечные сечения элементов

5.2 Статический расчет фермы

5.3 Расчет верхнего пояса

5.3.1 Определение коэффициента продольного изгиба

5.3.2 Определение сечения арматуры при симметричном армировании

5.4 Расчет нижнего пояса

5.4.1 Определение сечения арматуры

5.4.2 Назначение предварительного напряжения

5.4.3 Потери предварительного напряжения

5.4.4 Расчет по образованию трещин

5.4.5 Расчет на раскрытие трещин

5.5 Расчет стоек

5.5.1 Расчет внецентренно сжатой стойки

5.5.2 Расчет растянутой стойки

5.6 Проектирование опорного узла фермы

5.6.1 Конструирование опорного узла

5.6.2 Расчет опорного узла

VI. Расчет фундамента

6.1 Определение размеров подошвы фундамента

6.1.1 Выбор типа фундамента

6.1.2 Назначение размеров подошвы фундамента

6.1.3 Проверка напряжений под подошвой фундамента

6.2 Назначение размеров подколонника

6.3 Определение максимальных краевых напряжений на грунт от расчетных нагрузок

6.4 Определение высоты плитной части фундамента

6.5 Расчет высоты и вылета нижней ступени

6.6 Расчет арматуры подошвы фундамента

6.7 Расчет подколонника

Введение

Одноэтажные промышленные здания в России составляют 80% от общего числа промышленных зданий. Этим определяется важность изучения конструкций и методики расчета этих сооружений, что необходимо не только при строительстве, но и при эксплуатации зданий, а также при их реконструкции.

Разработка проекта каркаса одноэтажного промздания из сборных железобетонных конструкций начинается с эскизного проектирования.

На основании исходных данных выполняется компоновка каркаса с назначением размеров поперечной и продольной рам каркаса, назначаются размеры температурных блоков. На основании требований стандартизации и унификации сборных конструкций выполняется привязка колонн к разбивочным осям в поперечном и продольном направлениях. После расстановки связей обеспечивается пространственная жесткость каркаса и его геометрическая неизменяемость.

Далее выполняется расчет основных конструкций железобетонного каркаса одноэтажного промышленного здания: колонны, фундамента и стропильной фермы, а также прочностные расчеты внецентренно сжатых и внецентренно растянутых элементов, в том числе предварительно напряженных, включая расчеты по трещинообразованию и раскрытию трещин, расчеты плиты фундамента на продавливание и изгиб, специфические прочностные расчеты консоли колонны и опорного узла фермы.

I. Эскизное проектирование

Каркас одноэтажного производственного здания представляет собой пространственную систему, которая условно разделяется на плоские поперечные и продольные рамы. Поперечные рамы образуются колоннами и стропильными конструкциями в виде ферм или балок, а продольные – колоннами, плитами покрытия, подкрановыми балками и связями. Железобетонные колонны принимаются защемленными в фундаменте, а соединения колонн с ригелем, подкрановыми балками, а также ригелей с плитами покрытия считаются шарнирными. Жесткость поперечной рамы обеспечивается без установки специальных связей, т. е. за счет назначения сечений колонн, соответствующих требуемой жесткости в плоскости рамы. В продольной раме предусматривается установка вертикальных стальных связей, которые, с целью снижения усилий в колоннах от температурных перемещений, располагаются в середине температурного блока.

В курсовом проекте выполняется расчет поперечной рамы каркаса.

Исходные данные:

1. Здание одноэтажное, отапливаемое.

2. Схема поперечной рамы – 1х18 м.

3. Длина здания – 78 м.

4. Шаг поперечных рам – B=6 м.

5. Поперечные сечения колонн – прямоугольные.

6. Высота цеха – Н=10,8 м.

7. Грузоподъемность мостовых кранов 50 т (режим работы 6К).

8. Место строительства: Мухен.

9. Класс бетона: обычного – В15; преднапряженного – В25.

10. Класс арматуры: обычной – А-II, преднапряженной – К19 (A-III).

11. Напряжение арматуры на упоры.

12. Расчетное давление на грунт – R=0,20 МПа.

Требуется рассчитать и законструировать крайнюю колонну, фундамент и стропильную конструкцию.

В качестве стропильной конструкции (ригеля рамы) принимаются фермы.

Рис.1 Конструктивная схема поперечной рамы: 1 – колонна; 2 – ферма; 3 – фундамент; 4 – подкрановая балка.

1.1. Привязка колонн к разбивочным осям

При нулевой привязке наружная грань колонны совмещается с разбивочной осью. Нулевая привязка применяется: при грузоподъемности кранов при шаге колонн при высоте цеха

В остальных случаях грань колонны сдвигается с разбивочной оси наружу на 250 мм.

Так как грузоподъемность крана Q то принимаем привязку со сдвижкой на 250 мм.

Рис.2 Привязка колонн со сдвижкой на 250 мм: L – пролет рамы.

1.2. Параметры мостового крана

В соответствие с ГОСТ 25711 – 83 приняты следующие параметры мостового крана грузоподъемностью Qcr =50 т, пролетом L=16,5 м:

Рис.3 Основные параметры мостового крана

1. Пролет крана —

2. База крана – А=5600 мм.

3. Ширина крана – B=6860 мм.

Читайте также  Расстояние от трубы до конька крыши в доме

4. Свес опоры крана – B1 =300 мм.

5. Габарит крана – Hcr =3150 мм.

6. Максимальная нормативная нагрузка на колесо – 360 кН.

7. Масса крана с тележкой – Qcr =41,5 т.

8. Масса тележки – Qт =13,5 т.

1.3. Выбор типа колонн, размеры цеха по вертикали, проверка приближения габаритов мостового крана

В зависимости от высоты цеха H=10,8 м, шага колонн В=6 м и грузоподъемности крана Qcr =50 т устанавливаются размеры крайней и средней колонн по серии 1.424.1 – 5. Данные приведены в таблице 1 и на рисунке 4.

Железобетонный каркас одноэтажных промышленных зданий

Каркас одноэтажного промышленного здания состоит из колонн, фундаментов под ними, несущих элементов покрытия и связей. Кроме того, в состав каркаса входят (при наличии их в здании) — подкрановые, фундаментные и обвязочные балки. В каркасах зданий большой протяженности предусматривают температурные швы, располагаемые не более чем через 60 м. Эти швы конструктивно решаются установкой сдвоенных колонн. Они делят каркас здания.

Все сборные железобетонные элементы каркаса при изготовлении снабжаются стальными закладными деталями для сварки или сбалчивания их при монтаже, а также монтажными петлями (или отверстиями) для строповки при подъеме конструкций кранами.

Во избежание коррозии соединительных деталей в дальнейшем их обетонировают, покрывают антикоррозийными составами или выполняют из нержавеющей стали.

Колонны каркаса одноэтажных промышленных зданий можно подразделить на две группы: применяемые в пролетах без мостовых кранов и в пролетах с мостовыми кранами. По положению в здании колонны делятся на крайние (пристенные) и средние, устанавливаемые на стыке двух пролетов.

Сборные железобетонные типовые колонны. Их вес колеблется в пределах от 1,8 до 7,9 т. Высоту колонн принимают с учетом возможности заделки нижнего конца в фундамент на 900 мм. Колонны средних рядов (при сечении их 400 X 400 мм) в верхней части имеют уширение (оголовок) для опирания на него с двух сторон несущих конструкций покрытия. При больших размерах сечения колонн оголовок не делается.

Сборные железобетонные колонны для зданий, оборудованных мостовыми кранами, состоят из двух частей надкрановой и подкрановой. Надкрановая часть служит для опирания несущих элементов покрытия и называется надколонником. Подкрановая часть несет нагрузку от надколонника и от подкрановой балки, по которой движутся мостовые краны. В зависимости от конструкции подкрановой части эти колонны можно подразделить на одноветвевые (консольные) и двухветвевые( ступенчатые). Крайние колонны имеют консоли и уступы с одной стороны, средние — с двух сторон.

Типовые одноветвевые колонны имеют прямоугольное поперечное сечение и предназначены для зданий с расположением головки подкрановых рельс на высоте 6,15, 6,95 и 8,15 м от уровня пола, при грузоподъемности крана от 10 до 20 г. Вес колонн составляет от 5 до 9 т.

Двухветвевые колонны применяют для зданий с высотой расположения головки подкрановых рельс над уровнем пола 8,15, 9,65, 11,45, 12,65 и 14,45 м при шаге средних колонн 12 м и грузоподъемности кранов от 10 до 50 т. Сечение ветвей колонны — прямоугольное. Ветви подкрановой части соединены между собой горизонтальными железобетонными связями.

Для крепления других элементов каркаса, а также технологического и санитарно-технического оборудования, в колонны при их изготовлении закладывают специальные стальные детали.

Для выверки положения колонн при монтаже на поверхности их нанесены риски — треугольные вертикальные канавки. Риски делают на верхнем и нижнем концах колонны (против верха фундамента) на всех четырех гранях, и, кроме того, на боковых гранях консолей.

Связи. Колонны и основные несущие элементы покрытий образуют систему поперечных рам. Для обеспечения пространственной жесткости здания между этими рамами создают систему связей. Связи можно подразделить на вертикальные (устанавливаемые в вертикальных плоскостях) и горизонтальные (располагаемые в плоскостях верхнего или нижнего поясов стропильных ферм или балок).

Для устойчивости колонн в продольном направлении и, в частности, для восприятия инерционных сил при торможении мостовых кранов, между колоннами в продольных рядах устраивают вертикальные диагональные связи. Эти связи размещают в середине каждого температурного блока. Они бывают крестовые и портальные. Портальные связи менее стесняют внутрицеховой транспорт. Между фермами, в плоскости их верхнего пояса, устанавливают горизонтальные стальные связи. Между узлами всех остальных ферм ставят железобетонные распорки.

При устройстве покрытия по прогонам, в крайних ячейках температурных блоков на всю ширину здания, под прогонами устраивают стальные горизонтальные связи крестовой системы.

Дата добавления: 2015-03-14 ; просмотров: 775 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Железобетонный каркас одноэтажных промышленных зданий

1 Железобетонный каркас ОПЗ

Железобетонные каркасы одноэтажных промышленных зданий проектируют как плоскостные стоечно-балочные системы, монтируемые из сборных железобетонных элементов заводского изготовления. Они должны обладать необходимой прочностью и пространственной устойчивостью.

Сборный вариант железобетонного каркаса одноэтажного здания состоит из поперечных рам, объединенных в пространственную систему продольными конструктивными элементами — фундаментными, подкрановыми и обвязочными балками, несущими конструкциями ограждающей части покрытия и специальными связями (между стойками и между несущими конструкциями покрытия) (рис. 5.1, 5.2, 5.3).

Рис. 5.1. Железобетонный каркас со стропильными фермами: 1 — фундамент; 2 — колонна; 3 — подстропильная ферма; 4 — стропильная ферма; 5 — температурный шов; 6 — плита покрытия; 7 — утеплитель по пароизоляции; 8 — стяжка; 9 — кровельный ковер; 10 — стеновая панель; 11- простеночная панель; 12 — окно; 13 — подкрановая балка; 14 — фундаментная балка; 15 — связи по колоннам.

Рис.5.2. Железобетонный каркас со стропильными балками:

1 — фундамент; 2 — колонна; 3 — подстропильная балка; 4 — стропильная балка; 5 — стойка фахверка.

В поперечном направлении прочность и устойчивость обеспечиваются системой одно- или многопролетных рам, стойки которых чаще всего жестко защемлены в фундамент, а вверху имеют шарнирную связь с несущими элементами покрытия — ригелями (рис. 5.1, 5.2). Шарнирное крепление вверху обусловлено тем, что обеспечить жесткую связь ригеля с колонной значительно сложнее, чем шарнирную, и, кроме того, возникают большие возможности типизации элементов каркаса.

В продольную раму каркаса включаются все колонны поперечных рам температурного блока, находящиеся на одной оси, с расположенными по ним подкрановыми балками или распорками и вертикальными связями, установленными между колоннами (рис. 5.1). На устойчивость каркаса в продольном направлении оказывают влияние высота здания, наличие мостовых кранов, а также высота несущего элемента покрытия (ригеля) на опоре. Для придания покрытию свойств жесткого диска, обеспечивающего равномерное распределение горизонтальных усилий, возникающих при ветре и торможении мостовых кранов, железобетонные настилы, укладываемые по ригелям рам температурного блока, привариваются к их верхнему поясу. Швы между настилами замоноличиваются.

Членение каркаса на конструктивные элементы производится с таким расчетом, чтобы общее их количество и количество монтажных стыков были возможно меньшими, сечение экономичным, а изготовление, транспортировка и монтаж технологичны и удобны. Поэтому традиционное решение каркаса включает: фундаменты под колонны; фундаментные балки; колонны; подкрановые балки; подстропильные и стропильные конструкции; обвязочные балки, связи (рис.5.1 и 5.2). В зависимости от характера производства, вида внутрицехового транспорта, сетки колонн, характера ограждающих конструкций некоторые из перечисленных элементов могут отсутствовать или появляться дополнительные.

В интересах сокращения количества монтажных единиц и снижения материалоемкости каркаса могут применяться длинномерные настилы покрытия. Для их укладки непосредственно по колоннам крайних и средних рядов (рис. 5.3) используют ригели, играющие роль подстропильных конструкций.

Рис. 5.3. Железобетонный каркас с плитами на «пролет»:

1 — фундамент; 2 — колонна; 3 — ригель; 4 — длинномерный настил; 5 — светоаэрационный фонарь; 6 — крановый рельс.