Стальные балки

Содержание:

1. Введение
2. Воздействия на элементы каркаса одноэтажных промышленных зданий
3. Основные требования к элементам каркаса
4. Список литературы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Каркас одноэтажных  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 связей. Если несущие конструкции покрытий выполнены в виде пространственных систем – сводов, куполов, оболочек, складов 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.

При выборе материалов необходимо 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. Выбор материала каркаса производят в соответствии с «Техническими правилами по экономному расходованию основных строительных материалов» (ТП 101-76).

Несущий каркас чаще всего выполняют полностью  из железобетона или стали и смешанным. Устройство железобетонного каркаса по сравнению со стальным позволяет экономить до 60% стали.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Воздействия на элементы каркаса одноэтажных промышленных зданий

Элементы каркаса  подвергаются силовым и несиловым  воздействиям (рис 1.1). Силовые воздействия возникают от постоянных и временных нагрузок. В связи с этим элементы каркаса должны отвечать требованиям прочности и устойчивости.

При несиловых  воздействиях внешней 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.

Большое влияние  на работу каркаса оказывают мостовые краны, режим работы которых определяет и режим работы производственного здания в целом: легкий, средний, тяжелый и весьма тяжелый. Режим работы зданий учитывают при проектировании и расчете конструкций введением специальных коэффициентов в соответствии с требованиями СНиП И-23-81.

Нагрузки от мостовых и подвесных кранов следует определять в зависимости от групп режимов их работы, устанавливаемых ГОСТ 25546-82, от вида привода и от способа подвеса груза.

Полные нормативные  значения вертикальных нагрузок, передаваемых колесами кранов на балки кранового пути, и другие необходимые для расчета данные следует принимать в соответствии с требованиями государственных стандартов на краны, а для нестандартных кранов -  в соответствии с данными, указанными в паспортах заводов-изготовителей.

При проектировании необходимо учитывать также и особенности нагрузок и воздействий, присущих одноэтажным зданиям:

1) Температурные  воздействия при значительной  площади застройки обуславливают устройство температурных швов в продольном и поперечном направлениях.

2) При блокировке одноэтажных зданий разной высоты, с разными крановыми нагрузками и с разным направлением пролетов повышается вероятность устройства осадочных швов.

3) При наличии  перепадов высот сопрягаемых  объемов могут создаваться условия для образования «снеговых мешков», чего по возможности следует избегать.

4) Обращается  внимание на важность учета  горизонтальных нагрузок, возникновение  которых сопряжено с торможением,  ускорением движения крана. Эти  тормозные силы через подкрановые  балки передаются колоннам (усилие направлено вдоль пролетов). Точно такие же силы передаются через

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

кран и при торможении тележки (поперек пролетов). Без учета  этих нагрузок обеспечить жесткость  и устойчивость каркаса здания невозможно, что достигается решением каркаса и установлением связей жесткости (рис. 2.1)

Рис. 2.1 Схемы горизонтальных нагрузок,

возникающих при  движении крана:

а, б – вдоль здания; в, г – поперек здания;

 

 

Основные требования к элементам каркаса

Каркас, т. е. 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.

Многие современные  производственные здания характеризуются  большими пролетами, большой высотой  помещений, большими нагрузками от мостовых кранов. Конструкция здания должна полностью удовлетворять назначению сооружения, быть надежной, долговечной и наиболее экономичной.

Соответственно к конструкциям каркасов предъявляются различные требования, а именно: 

эксплуатационные; 
 надежности и безопасности; 
 долговечности и устойчивость к агрессивным средам; 

В промышленных зданиях  по сравнению с другими наиболее существенно влияние технологии производства на конструктивную схему  каркаса, и поэтому часто конструктивная форма полностью определяется габаритами и расположением оборудования, внутрицеховым транспортом, путями перемещения деталей и готовой продукции. Технологии производства различной продукции весьма разнообразны, а эксплуатационные требования почти всегда конкретны, специфичны именно для данного производства.

Чрезвычайно большое влияние на работу каркаса здания оказывают краны. Являясь динамическими, многократно повторяющимися и большими по величине, крановые воздействия часто приводят к раннему износу и повреждению конструкций каркаса, особенно подкрановых балок. Поэтому при проектировании каркаса здания необходимо особо учитывать режим работы мостовых кранов, который зависит от назначения здания и производственного процесса в нем.

Режим работы кранов и  тип подвеса груза учитываются  при проектировании каркасов. Например, при кранах весьма тяжелого режима работы должны быть обеспечены большая поперечная и продольная жесткость каркаса, большая надежность и выносливость подкрановых балок. В связи с этим перед началом проектирования каркаса должны быть, получены исчерпывающие данные о транспортном оборудовании и подсчитано число циклов нагружения конструкций за нормативный срок их эксплуатации (цикл нагружения - изменение напряжения от нуля через максимум до нуля). За количество циклов для подкрановых конструкций можно принимать число подъемов груза за срок службы. Схема каркаса из металла (рис. 2.2)

Список литературы

 

 

1. Тосунова М. И. «Архитектурное проектирование». М. «Высшая школа» 1968 г.
2. Буга П. Г. «Гражданские, промышленные и сельскохозяйственные здания». М. «Высшая школа» 1987 г.
3. Шерешевский И. А. «Конструирование промышленных зданий и сооружений». Ленинград. Стройиздат 1979 г.
4. Казбек-Казиев З. А. «Архитектурные конструкции». Москва. «Высшая школа» 1989 г.
5. СНиП 2.01.07-85* «Нагрузки и воздействия»