Виды стальных каркасов промзданий

Каркасы промзданий можно классифицировать на лёгкие и тяжёлые, с мостовыми, подвесными, козловыми кранами и без кранов, цельнометаллические и смешанные. Основными несущими элементами стального каркаса промышленного здания, воспринимающими большинство действующих нагрузок, являются плоские поперечные рамы, образованные колоннами и ригелями (стропильными фермами). В пространственный каркас эти рамы объединены продольными элементами (подкрановыми балками, ригелями стенового ограждения, распорками, связями, прогонами или панелями кровли, фонарями).Для металлических каркасов производственных зданий основным типом являются рамы со стойками сплошного или сквозного сечения, жестко защемленными в основании, и ригелями в виде стропильных ферм. Ригели сплошного сечения имеют некоторые преимущества по в изготовлении, более транспортабельны, а их меньшая строительная высота приводит к не­которому снижению высоты стен и уменьшению объема здания. Однако они применяются реже вследствие худших, по сравнению со сквозными ригелями, показателей по расходу металла.

Сопряжение ригелей с колоннами может быть жестким идя шарнирным. В однопролетных рамах жесткое сопряжение целесо­образно при наличии значительных по величине горизонтальных воздей­ствий мостовых кранов, особенно при тяжелом режиме их работы, а также в зданиях, оборудованных кранами с жестким подвесом или дру­гими специальными кранами, для которых характерны большие дина­мические воздействия.

В многопролетных рамах, которые обладают большей горизонталь­ной жесткостью, обычно осуществляют шарнирное сопряжение ригелей с колоннами. Шарнирное сопряжение особенно целесообразно в узлах примыкания ригелей к внутренним колоннам, при одинаковой высоте смежных пролетов, поскольку при жестком соединении передача боль­ших по величине опорных моментов, возникающих в этих узлах, связа­на со значительными конструктивными трудностями.

В зданиях со смешанным каркасом применяется шарнирное опира-ние ферм на колонны, что объясняется повышенной жесткостью железо­бетонных колонн и удобством свободного опирания стропильной фермы сверху.

В ряде случаев для многопролетных рам рациональны оба вида сопряжения ригелей с колоннами — жесткое в одних узлах и шарнирное в других. Следует отметить, что конструкция рамы может быть комби­нированной, при которой часть колонн, наиболее высоких и нагружен­ных, проектируют стальными, а остальные — железобетонными. В этом случае одновременно используются оба вида сопряжений ригелей с ко­лоннами.

С точки зрения более широкого использования типовых металли­ческих ферм как для зданий с металлическим, так и для зданий со сме­шанным каркасом целесообразно более широкое внедрение шарнирного сопряжения ригеля с колоннами. Типовых ферм для рам с жестким сопряжением ригеля с колоннами разработать пока не удается, из-за сложности учета рамного момента, величина которого заранее неиз­вестна и определяется расчетом для каждого проектируемого здания.

Конструкция рамы определяет также расчётную схему колонны для расчёта её на устойчивость.

Рис. 1 Общий вид лёгких стальных каркасов

Рис.2 Конструкции каркаса здания с мостовыми кранами: 1-колонны, 2- балки подкрановые, 3-фермы, 4, 5, 6-связи по фермам,
7, 8, 9, 10- элементы фонаря, 11-связи по колоннам