Компоновка конструктивной схемы здания

В задачу компоновки конструктивной схемы входят: выбор сетки колонн, системы привязок и внутренних габаритов здания; компоновка покрытия; разбивка здания на температурные блоки; компоновка поперечной рамы (выбор типа и размеров сечений колонн); выбор системы связей, обеспечивающих пространственную жесткость и т. п.

- Выбор сетки колонн. Унифицированные пролеты одноэтажных зданий приняты: для зданий без мостовых кранов — 12, 18 и 24 м, а для зданий с мостовыми кранами — 18, 24; 30 м и более, кратными 6 м. Высоты помещений (от отметки чистого пола до низа несущих конструкций покрытия на опоре) принимаются для зданий без кранов в диапазоне 3,6...14,4 м, для зданий с мостовыми кранами — 8,4... 18 м, кратно 1,2 м (для зданий пролетами 18, 24 и 30 м допускаются высоты кратные 1,8 м).

Шаг колонн рекомендуется принимать 12 м, если в здании отсутствует подвесной транспорт, воздуховоды, подвесные потолки и т.п. Если при этом шаге используются стеновые панели длиной 6 м, то по наружным осям кроме основных колонн устанавливают промежуточные (фахверковые) колонны. При шаге колонн 12 м возможен шах ригелей 6 м с использованием в качестве промежуточной опоры подстропильной конструкции. Все же рациональным решением считается каркас без подстропильных конструкций с шагом ригелей 12 м.

Рис. 1.2. Типы привязок к разбивочным осям

При наличии подвесного "хозяйства" более экономичным может оказаться шаг колонн 6 м.

Типы привязок. В соответствии с основными положениями по унификации в целях максимальной типизации элементов каркаса принимаются следующие системы привязки колонн крайних рядов и наружных стен к продольным разбивочным осям;

- "нулевая", когда наружные грани колонн и внутренние поверхности стен совмещаются с продольными разбивочными осями, — применяется в зданиях без мостовых кранов либо в зданиях, оборудованных мостовыми кранами грузоподъемностью до 30 т, шаге колонн 6 м и высоте от пола до низа несущих конструкций покрытия Н₀ < 16,2 м (рис. 1.2, а);

- "250 мм", когда наружные грани колонн и внутренние поверхности стен смещаются с продольных осей на 250 мм наружу, — в зданиях, оборудованных мостовыми кранами грузоподъемностью до 50 т включительно, при шаге колонн 6 м и высоте от пола до низа несущих конструкции покрытия
H₀ > 16,2 м (рис. 1.2,6); а также во всех случаях при шаге колони 12 м и высоте H₀ > 8,4 м.

Колонны средних рядов (за исключением тех, которые примыкают к продольному температурному шву, и колонн в местах перепада высот пролетов одного направления) привязываются так, чтобы оси сечения надкрановой части колонн совпадали с продольными и поперечными разбивочными осями.

Геометрические оси торцовых колонн основного каркаса смещаются с поперечной разбивочной оси внутрь здания на 500 мм (рис. 1.2, в)., а внутренние поверхности торцовых стен совпадают с поперечными разбивочными осями, т.е. имеют "нулевую" привязку.

Расстояние λ от продольной разбивочной оси до оси подкранового рельса принимается равным 750 мм в зданиях с мостовыми кранами грузоподъемностью до 50 т включительно и равным 1000 мм при грузоподъемности кранов более 50 т, а также при необходимости устройства проходов в надкрановой части. Оно складывается из габаритного размера крана B_{1 р}азмера, сечения надкрановой части колонны h₁ и требуемого зазора между краном и колонной (рис. 1.3).

Рис 1.3. Габариты мостового крана

- Определение высоты здания. Высота здания определяется с учетом заданной отметки верха кранового рельса H₁ и габарита крана по высоте Н_{сг а} также размещения типовых стеновых панелей и оконных переплетов по высоте. Остальные размеры колонны по высоте определяются согласно рис. 1.4:

длина подкрановой части Н₂ = H_r- h_r- hcb + a₂;                                 (1.1)

то же, надкрановой части Н₁ = H_cr+ h_r+ hcb + a₁;                             (1.2)

общая длина колонны (без учета заделки в стакан фундамента)

Н = Н₂+Н₁                                           (1.3)

где H_cr — высота крана (по стандарту на мостовые краны);

hcb — высота сборной железобетонной подкрановой балки, равная
1,0 м при шаге колонн 6 м и 1,4 м при шаге 12 м;

h_r — высота кранового рельса с подкладками, равная 0,15 м. а₂ = 0,15 м — расстояние от уровня пола до обреза фундамента; а! > 20омм — зазор между нижней гранью стропильной конструкции и тележкой крана.

Окончательно полную высоту колонны H необходимо назначать так, чтобы отметка верха колонны была бы кратной 0,6 м.

При наличии железобетонных подстропильных конструкций высота надкрановой части колонн уменьшается на 600 мм.

Рис. 1.4. К компоновке поперечной рамы

 Компоновка покрытия. Покрытие одноэтажного здания может выполняться беспрогонным (преимущественно) и по прогонам. При беспрогонной схеме крупноразмерные плиты покрытия укладываются непосредственно по ригелям поперечных рам и привариваются к ним не менее чем в трех углах. Глубина опирания продольных ребер плит покрытия пролетом 6 м — не менее 80 мм, пролетом 12 м — не менее 100 мм. Сварку закладных деталей стыкуемых конструкций делают по всей длине этих деталей, а швы между плитами замоноличивают. В этом случае образуется жесткий в своей плоскости горизонтальный диск, обеспечивающий пространственную работу каркаса здания в целом.

Расположение ригелей (ферм, балок, арок) при беспрогонной схеме покрытия может быть поперечным (рис, 1.5, а, б, в) или продольным (рис. 1.5, г).

При поперечном расположении ригелей возможны три варианта решения конструктивной схемы покрытия:

1  - шаг всех колонн и ригелей совпадает (6 или 12 м), подстропильные конструкции отсутствуют (рис. 1.5, а);

2  - шаг колонн всех рядов 12...18 м, а шаг ригелей 6 м; последние укладываются по подстропильным конструкциям (фермам или балкам) пролетом 12...18 м (рис. 1.5, б);

3  - шаг колонн крайних рядов 6 м, средних -12 м, шаг ригелей 6 м; по средним рядам колонн в продольном направлении укладываются подстропильные конструкции для опирания ригелей (рис. 1.5, в).

Рис. 1.5. Варианты балочных схем покрытий: 1 — плиты покрытия; 2 — стропильные конструкции; 3 — подстропильные конструкции; 4 — продольные стропильные конструкции; 5 — крупноразмерные плиты покрытия "на пролет"

При продольном расположении ригелей их укладывают на колонны в продольном направлении, а плиты покрытия размером "на пролет" (т.е. 3x18 или 3x24 м) — поперек пролета (рис. 1,5, г).

Тип стропильных конструкций можно выбирать, руководствуясь следующими рекомендациями: 

а) стропильные балки применяют при пролетах до 18 м включительно; 

б) стропильные фермы — при пролетах 18...30 м; стропильные арки — при пролетах 30...36 м и более.