- •1. Коррозия металла. Основные методы борьбы с коррозией в различных видах конструкций
- •2. Классификация сталей по прочности. Механические хар-ки сталей. Марки сталей для металлич-х констр-ций
- •3. Основные положения метода расчета мк по предельным состояниям; группы пред-х сост-й
- •4. Характиристика соединений мк
- •5. Виды сварки, типы сварных швов и соединений, их расчет
- •6. Виды и общая хар-ка болтовых соединений. Расчет болтов. Особенности работы и расчета соединений на высокопрочных болтах
- •Соединения на высокопрочных болтах
- •7. Характеристика балочных конструкций. Типы балок, компоновка балочных конструкций (клеток)
- •8. Прокатные стальные балки. Подбор и проверка сечения прокатных балок
- •9. Проверка прочности и прогибов составных сварных балок
- •10. Проверка и обеспечение общей устойчивости стальных балок. Проверка и обеспечение местной устойчивости эл-ов сечения составных балок (поясов и стенки)
- •11. Типы центрально-сжатых сплошных колонн, их конструирование и расчет
- •12. Типы центрально-сжатых сквозных колонн, их конструирование и расчет стержня.
- •13. Базы центрально-сжатых колонн, их конструирование и расчет
- •14. Фермы. Классификация ферм. Конструктивные решения
- •15. Расчет ферм. Сбор нагрузок и определение усилий в стержнях
- •16. Типы сечений эл-ов ферм, подбор сечений стержней
- •17. Конструктивное оформление и расчет узлов ферм
- •18. Основы проектирования конструкций стального каркаса производственных зданий
- •19. Типы внецентренно-сжатых сплошных колонн, их конструирование и расчет
- •20. Типы внецентренно-сжатых сквозных колонн, их конструирование и расчет
- •21. Особенности работы и расчета подкрановых балок, их конструктивное решение
- •22. Связи. Их виды, назначение и решение
- •23. Фахверк. Его назначение и конструктивное решение
- •24. Рамные конструкции покрытий большепролетных зданий. Общие сведения о конструкциях и их работе под нагрузкой.
- •25. Арочные покрытия больших пролетов. Особенности конструирования и расчет
- •26. Пространственно-стержневые системы- структуры. Общие сведения о конструкциях и их работе под нагрузкой
- •27. Висячие покрытия. Общие сведения о конструкциях и их работе под нагрузкой
- •28. Основные сведения о легких металлических конструкциях, их особенностях и конструктивных решениях
18. Основы проектирования конструкций стального каркаса производственных зданий
По числу пролетов одноэтажные здания подразделяются на однопролетные и многопролетные (с пролетами одинаковой и разной высоты). Ограждающие конструкции, защищающие помещение от влияния внешней среды, пути внутрицехового транспорта, различные площадки, лестницы, трубопроводы и другое технологическое оборудование крепятся к каркасу здания.
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., может выполняться из железобетона, смешанным (т.е. частично конструкций — железобетонные, частично — стальные) и стальным. Выбор материала каркаса является важной технико-экономической задачей.
По виду внутрицехового транспорта здания подразделяются на бескрановые, с мостовыми кранами, с подвесными кранами, с подвесными конвейерами. Выбор вида транспорта определяется массой грузов и траекториями их перемещения.
Каркасы производственных зданий в большинстве случаев проектируются так, что несущая способность и жесткость поперек здания обеспечивается поперечными рамами, а вдоль — продольными элементами каркаса, кровельными и стеновыми панелями.
Поперечные рамы каркаса состоят из колонн (стоек рамы) и ригелей (в виде ферм или сплошностенчатых сечений).
Продольные элементы каркаса — это подкрановые конструкции, подстропильные фермы, связи между колоннами и фермами, кровельные прогоны (или ребра стальных кровельных панелей).
Кроме перечисленных элементов в составе каркаса обязательно имеются конструкции торцевого (а иногда и продольного) фахверка, площадок, лестниц и других элементов здания.
Конструктивные схемы каркасов достаточно многообразны. В каркасах с одинаковым шагом колонн по всем рядам наиболее простая конструктивная схема — это поперечные рамы, на которые опираются подкрановые конструкции, а также панели покрытия или прогоны (рис. 10.2,а,б), при относительно небольшом шаге колонн по внутренним рядам (6—12 м). Такая схема удобна для бесфонарных зданий и зданий с продольными фонарями.
При необходимости освещения с помощью поперечных фонарей их конструкции также могут быть использованы для опирания панелей покрытия (рис. 10.2,а,в). При необходимости больших шагов колонн по всем рядам можно использовать схему с продольным фонарем, несущим часть нагрузки от покрытия (рис. 10.2,г). В случаях повышенных требований по освещенности помещений иногда используются каркасы с шедовым покрытием (рис. 10.2,3), в которых на ригели рам опираются конструкции поперечных фонарей, а на них — прогоны или панели покрытия.
При больших пролетах и шагах колонн эффективно применяются каркасы с пространственным ригелем (рис. 10.2,г). Ригель рамы выполняется в виде коробчатого сквозного сечения с консолями, на которые опираются конструкции фонаря.
Конструктивные схемы каркасов различаются видом сопряжений (жесткое, шарнирное) ригеля с колонной. При жестком сопряжении (рис. 10.4,а) конструкция узла крепления фермы к колонне обеспечивает передачу моментов, и в расчетной схеме принимается жесткий узел. При жестком сопряжении горизонтальные перемещения рам меньше, чем при таких же воздействиях на раму с шарнирным сопряжением.
Опирание колонн на фундаменты в плоскости рам обычно конструируется жестким (см. рис. 10.2, 10.3, 10.4,а—в), но возможно решение, при котором только часть колонн сопрягается с фундаментом жестко, а часть — шарнирно (рис. 10.4,г).
Подкрановые конструкции в большинстве случаев опираются на колонны каркаса, но возможны и конструктивные решения, при которых внутри цеха проектируется специальная крановая эстакада, состоящая из колонн, связей между ними, подкрановых и тормозных балок.
Оптимизация конструктивных решений каркасов промышленных зданий
Цель оптимизации конструкций — получение наибольшего экономического эффекта при полном удовлетворении технологических требований к зданию и обеспечении достаточной его надежности. Критерии оптимальности разнообразны.
Наиболее эффективный путь оптимизации каркасов зданий — это выбор рациональной конструктивной схемы, возможной для проектируемого объекта.
Конструктивные решения многообразны, но существуют некоторые общие принципы проектирования экономичных каркасов.
1. Концентрация материала.
2. Наиболее полное использование прочности всего объема материала в конструкциях. Численным показателем реализации этого принципа в конструкциях может служить так называемая нагруженность, т.е. показатель, в котором учитываются уровень напряжений в конструкциях и объем их материала.