2015-02-14
5797
Каркас здания - это комплекс несущих конструкций, воспринимающий и передающий на фундаменты нагрузки от веса ограждающих конструкций, технологического оборудования, атмосферные нагрузки и воздействия, нагрузки от внутрицехового транспорта (мостовые, подвесные, консольные краны), температурные технологические воздействия и т.п.
Современные производственные здания могут быть:
1. Многоэтажные и одноэтажные,
2. Схемы и конструкции достаточно многообразны.
3. По числу пролетов одноэтажные здания подразделяются на однопролетные и многопролетные (с пролетами одинаковой и разной высоты).
4. По материалу несущих конструкций каркаса - из железобетона, смешанные (т.е. часть конструкций — железобетонные, часть — стальные) и стальные. Выбор материала каркаса является важной технико-экономической задачей.
5. По виду внутрицехового транспорта - на бескрановые, с мостовыми кранами, с подвесными кранами, с подвесными конвейерами. Выбор вида транспорта определяется массой грузов, траекториями их перемещения.
Расчетные схемы рам при расчете на постоянные нагрузки
1 — подстропильная ферма
2 — стропильные фермы
3 — колонны
К временным нагрузки на раму от мостовых кранов:
1 - подкрановые балки; 2 - колонны,
3 - тележка крана; 4 - крановый мест; 5 – груз
Область применения:
- жилые дома;
- общественные здания различного назначения;
- многоэтажные производственные здания.
Основные особенности многоэтажных зданий:
- разделение конструкций на несущие и ограждающие;
- каркасы могут быть железобетонными, стальными и смешанным;
- стальной каркас защищают от пожара и коррозии;
- каркас воспринимает значительные нагрузки:
вертикальные (собственная масса здания, снег, полезные нагрузки помещений),
горизонтальные (ветровые и сейсмические),
температурные воздействия.
- основные конструктивные элементы каркаса - колонны, балки и связи.
Схемы деформирования рамных систем
Конструктивные элементы каркаса:
- Колонны
- Болтовые соединения
- Ригели междуэтажных перекрытий
Классификация
1. Большепролетные покрытия с плоскими несущими конструкциями
1.2 Рамные конструкции
1.3 Арочные конструкции
2. Пространственные конструкции покрытия
2.1 Плоские сетчатые покрытия (структура)
2.2 Сетчатые цилиндрические оболочки
2.3 Купола
3. Висячие покрытия
3.1 Однопоясные покрытия с гибкими нитями
3.2 Однопоясные покрытия с изгибно-
жесткими нитями
3.3 Двухпоясные покрытия
3.4 Перекрестные системы двоякой кривизны
3.5 Металлические оболочки-мембраны
В балочных, рамных и арочных системах покрытий, состоящих из отдельных несущих элементов, нагрузка передаётся только в одном направлении — вдоль несущего элемента. В этих системах покрытий несущие элементы соединены между собой лёгкими связями, которые не предназначены для перераспределения нагрузок между несущими элементами, а только обеспечивают их пространственную устойчивость, т.е. с их помощью обеспечивается жёсткий диск покрытия.
Балочные системы (как правило, фермы) включаются в состав поперечных рам, что улучшает статическую схему работы. Балочные большепролётные конструкции покрытий состоят из главных несущих поперечных конструкций в виде плоских или пространственных ферм (пролёт ферм от 40 до 100 м) и промежуточных конструкций в виде связей, прогонов и кровельного настила.
По очертанию фермы бывают: с параллельными поясами, трапециевидные, полигональные, треугольные, сегментные
По сечению: коробчатые, трехгранные, плоские.
Рамные конструкции для покрытий зданий применяют при пролёте
L=40 — 150м, при пролёте L > 150м они становятся неэкономичными.
Преимущества рамных конструкций по сравнению с балочными — это меньший вес, большая жёсткость и меньшая высота ригелей.
Недостатки — большая ширина колонн, чувствительность к неравномерным осадкам опор и изменениям температур.
Рамные конструкции эффективны при погонных жесткостях колонн, близких к погонным жесткостям ригелей, что позволяет перераспределить усилия от вертикальных нагрузок и значительно облегчить ригели.
При перекрытии больших пролётов применяют, как правило, двухшарнирные и бесшарнирные рамы самых разнообразных очертаний. Бесшарнирные рамы более жёсткие и экономичные по расходу материала, однако, они требуют устройства мощных фундаментов, чувствительны к изменению То.
При больших пролётах и нагрузках ригели рам конструируют как тяжёлые фермы, при сравнительно малых пролётах (40-50м) они имеют такие же сечения и узлы, как лёгкие фермы.
Поперечные сечения рам аналогичны балочным фермам.
Компоновка каркаса и покрытия из рамных конструкций аналогична решению каркасов промышленных зданий и балочных покрытий.
Тяжелые сквозные рамы рассчитывают как решёточные системы с учётом деформации всех стержней решётки.
