Металлические конструкции зданий
Металлические конструкции применяют при возведении несущих каркасов одноэтажных и многоэтажных зданий.
Конструктивная схема стального каркаса не отличается от конструктивных схем железобетонного.
Металлические конструкции в одноэтажных зданиях допускается применять в следующих случаях: при пролетах 30 м и более, высоте здания более 14, 4 м, значительных крановых нагрузках, в зданиях с большими динамическими нагрузками, а также в неотапливаемых зданиях с асбестоцементной кровлей.
Металлические конструкции применяют в основном в виде решетчатых, где отдельные элементы работают на растяжение или сжатие, а конструкция в целом работает на изгиб (ферма, колонна). Для изготовления металлических конструкций применяют уголки равнополочные, двутавры, швеллеры, трубы, гнутые профили и др. Для соединения элементов металлических конструкций применяют электросварку.
Основу каркаса одноэтажных зданий составляют колонна 1, стропильные 2 и подстропильные фермы, подкрановые балки 4, фахверк. Колонны одноэтажных промышленных зданий подразделяются на следующие виды:
—по характеру работы — на центрально- и внецентренно сжатые;
—по конструктивной форме стержня — на постоянного и переменного сечения (ступенчатые);
—по типу сечений — на сплошные и сквозные;
—по месту положения — на колонны крайних и средних рядов.
Основными элементами колонн постоянного сечения в крановых зданиях являются: стержень 3, база 2, подкрановая консоль 4, оголовок 5. Для опирания подстропильной фермы на колонну в ее верхней части устраивают надопорную стойку 6. Колонны бокового ряда имеют одну консаль, а среднего — две.
Металлические колонны, как правило, опирают на монолитные железобетонные фундаменты 1.
Стержни пристенных колонн переменного сечения состоят из двух ветвей: внутренней подкрановой и наружной шатровой. В цехах с тяжелой нагрузкой высотой до 18 м применяют колонны раздельного типа. Крановую и шатровую стойку таких колонн соединяют с помощью планок.
Подкрановую часть двухветвевых колонн выполняют из прокатных швеллеров или двутавров, или гнутых швеллеров и двутавров прокатных, а верхнюю часть в виде прокатного или составного двутавра. Колонны раздельного типа применяют в зданиях с тяжелыми мостовыми кранами. В колоннах крайнего ряда одна ветвь называется наружной, другая — внутренней (подкрановой). В колоннах среднего ряда обе ветви являются подкрановыми.
В нижней части колонны устанавливается база (башмак), которая служит для передачи нагрузки от колонны фундаменту. К фундаменту базы колонны крепят анкерными болтами.
Подкрановые балки бывают разрезные и неразрезные. Наиболее часто применяют разрезные балки, так как они более простые в изготовлении и монтаже. Сечение балок бывает сплошное и решетчатое. Сплошные балки выполняют из крупных прокатных профилей двутаврового сечения или сварными из листовой стали. Решетчатые подкрановые балки (их называют также подкрановыми фермами) применяют в зданиях с шагом колонн более 6 м под краны грузоподъемностью до 50 т.
Подкрановые балки опирают на опорные столики или консоли колонн и крепят анкерными болтами. Для передвижения мостовых кранов вдоль пролета на подкрановые балки укладывают рельсы. К подкрановой балке рельсы крепят с помощью крюков с гайками, лапок, планок и прижимных болтов. Составным элементом подкрановых путей являются тормозные балки, которые устанавливают в плоскости верхних поясов подкрановых балок. Такие балки предназначены для восприятия горизонтальных усилий, возникающих при торможении кранов, а также для обеспечения общей устойчивости подкрановых балок.