Металлические конструкции одноэтажных промышленных зданий
Для промышленных строений употребляется около 55% общего объема железных конструкций, изготовляемых для постройки зданий и сооружений.
Железный каркас промышленного строения (рис. 1) включает следующие отправочные элементы.
Колонны принимают нагрузку от покрытия, снега, мостовых кранов, ветра, стен и передают эту нагрузку через фундаменты на грунт.
Подкрановые балки принимают сосредоточенное давление колес мостовых кранов и их горизонтальное действие на подкрановый путь. Горизонтальная жесткость верхнего пояса балки, нужная для восприятия сил поперечного торможения мостовых кранов, обеспечивается верхним поясом и горизонтальной тормозной фермой.
Тормозные фермы (настил) смогут размешаться с одной стороны подкрановой балки либо между двумя балками. На рис. 1 нарисовано сечение тормозного настила при одностороннем и двустороннем размещении подкрановых балок.
Рельсы для перемещения скатов мостовых кранов крепят к верхнему поясу подкрановых балок. В качестве подкрановых рельсов используют квадратную сталь от 50X50 до 140X140 мм, и ЖД либо крановые рельсы.
Стропильные фермы принимают нагрузки от собственной массы, массы покрытия с утеплением, фонарей, подвесного подъемно-транспортного оборудования с грузом, перекрытия, снега, находящегося на кровле, и о.т действия ветра.
Фермы фонарей поддерживают конструкции кровли и остекления. Фонари устраивают для освещения и вентиляции пролетов боковым естественным светом.
Прогоны опираются финишами на верхние пояса стропильных ферм. На прогоны опирается покрытие.
Каркасы промышленных строений имеют кроме этого отправочные элементы, соединяющие колонны между собой на протяжении строения. Подстропильные фермы, в большинстве случаев, устанавливают лишь в средних последовательностях колонн в многопролетных строениях при необходимости расширить производственные площади в цеха. Ход стропильных ферм, а соответственно и расстояния между колоннами, принимают 6 либо 12 м.
Верхние вертикальные связи,принимают ветровую нагрузку, действующую на торцевые стенки, и снабжают продольную жесткость верхней части каркаса.
Рис. 1. Поперечный разрез промышленного строения: 1, 8 — колонны, 2 — подкрановая балка. 3, 6 — тормозные фермы (настилы), 4 — стропильная ферма, 5 — ферма фонарей, 7 — крановые рельсы, 9 — прогон.
10 — швеллер
Колонны фермы, подкрановые балки, прогоны, рельсы — несущие конструкции, поскольку они принимают и несут не только нагрузку от собственной массы, но и от массы покрытия, снега, действия мостовых кранов, ветра. К ограждающим конструкциям строений относят: кровельный настил, подвесные потолки, внутренние стены и наружные, перегородки, ограждения проемов (окон, фонарей, дверей, ворот).
Разглядим конструктивные изюминки отправочных элементов каркаса промышленного строения.
Колонна (рис. 3) имеет форму стержня. Участок колонны от верха до опоры подкрановой балки—надкрановая часть. Часть колонны ниже уровня опоры подкрановой балки — подкрановая часть. Заканчивается колонна базой.
База колонны имеет фрезерованные торцы на двутавровой балке. Опирается база на заблаговременно подставленные и выверенные в ходе монтажа опорные металлические плиты со строганой верхней плоскостью. Плиты поставляют отдельными отправочными элементами.
Колонны в средней части имеют подкрановые консоли либо площадки, на каковые опираются подкрановые балки. Колонны бывают постоянного (рис. 3, а) либо переменного (рис.
3, б) сечений, сплошностенчатые и решетчатые. Сплошностенчатые колонны делают из листового проката, двутавровых швеллеров и балок, каковые между собой соединяют сварными швами.
Решетчатые колонны имеют ветви из двутавровых балок, швеллеров, уголков, соединенных между собой решеткой. Решетка снабжает совместную работу ветвей стержня колонны.
Стропильная ферма (рис. 4) представляет собой плоскостную решетчатую конструкцию. Фермы имеют верхний и нижний пояса, каковые соединены между собой решеткой из уголков.
Вертикальные элементы решетки именуются стойками, наклоннее — раскосами. Уголки решетки с уголками поясов соединяют листовыми подробностями (фасонками) на сварке.
Стропильные фермы передают упрочнения колоннам через опорные столики и монтажные болты с фрезерованными торцами. В горизонтальных полках уголков верхнего и нижнего поясов, а также в стойках фермы сделаны отверстия для крепления связей. Верхний пояс имеет подробности для крепления и установки фермы фонаря.
Чаще всего для промышленных строений используют фермы пролетом 18, 24, 30 и 36 м. Разные виды стропильных ферм, используемых в каркасах промышленных строений, отличаются размерами пролетов, уклоном верхних поясов, геометрией решетки, наличием фонарей. Но принципиально они сходны между собой.
Подстропильные фермы имеют параллельные верхние и нижние пояса. В стойке решетки, расположенной в центре фермы, сделаны отверстия и столики для крепления стропильных ферм. В остальном подстропильные фермы не отличаются от стропильных.
Фермы фонарей опираются на верхний пояс стропильных ферм. Они складываются из верхнего пояса, стоек и раскосов, изготовленных из уголков. Уголки верхнего пояса соединены с уголками стоек и раскосов листовыми подробностями сваркой либо болтами.
Стропильные и подстропильные фермы из связи серии и уголковой стали 1.460—2, 1.460—3 и 1.460—4 используют в покрытиях пролетами 18, 24, 30 и 36 м с бетонными плитами и металлическим профилированным настилом.
Связи изготовляют из труб и уголков, по финишам которых имеются листовые фасонки для крепления их болтами к фермам. Связи из труб смогут иметь вместо листовых фасонок сплющенные финиши.
Подкрановая балка складывается из верхнего и нижнего поясов, вертикальной стены, торцевых рёбер и рёбер жёсткости. Все подробности соединены между собой сварными швами (время от времени используют клепаные подкрановые балки). Торцевые ребра имеют отверстия для крепления подкрановой балки к колонне.
Нижние кромки торцевых ребер фрезерованы для передачи упрочнений на колонну. Используют кроме этого подкрановые балки в виде ферм.
Рис. 3. Колонны: а — сплошностенчатые постоянного сечения, б — решетчатые переменного сечения; 1, 10 — двутавровые балки, 2 — подкра новая консоль, 3, 5 — подкрановые балки, 4, 7 — надкрановая и подкрановая части, 6 — опора подкрановой балки, 8 — база. 9 — опорная плита, 11 — решетки из угловой стали
Рис. 4. Стропильная ферма: 1, 7 — колонны, 2, 11— верхний и нижний пояса, 3 — стойка, 4, 6 — фасонки, 5 — раскос, 6, 9 — монтажные болты, 10 — опорный столик
Типовые балки пролетами 6 и 12 м серии 1.426—1 предназначаются для промышленных строений с мостовыми кранами грузоподъемностью до 50 т.
Тормозной настил представляет собой листовую рифленую сталь толщиной 6.. .8 мм, укрепленную ребрами либо уголками жесткости.
Прогоны (пролетом до шести метров) значительно чаще изготовляют из швеллеров либо двутавровых балок, по финишам которых сделаны отверстия для крепления к верхним поясам ферм. Прогоны громадных пролетов изготовляют сквозными либо из перфорированных балок.
Металлические лестничные марши (рис. 6, а) серии 1.459—2 производят с уклоном 45 и 60°, шириной (В) 600, 800, 1000 мм и высотой (Я) 600, 1200, 1800, 2400, 3000, 3600, 4200, 5400, 6000 мм. Косоуры 2 изготовляют из гнутых профилей либо швеллеров, а ступени 1 — из листовой просечно-вытяжной либо рифленой стали и сварного решетчатого настила.
Переходные площадки (рис. 6, б) с настилом имеют ширину (В) 50, 700 и 900 мм и длину (L) 900.. .6000 мм. Переходные площадки бывают гнутые 5 из рифленой стали либо сварные из настила 4 и швеллеров из сварной решетки либо рифленой стали 3.
Ограждения лестничных переходных площадок и маршей делают из полосовой стали и равнополочных уголков.
Сейчас все шире используют легкие конструкции промышленных строений — ограждения, кровли, каркасы. Каркас строений из таких конструкций поставляют комплектно.
Рис. 5. Подкрановая балка: 1, 5 — верхний и нижний пояса. 2 — вертикальная стена, 3 — ребра жесткости, 4 — торцевое ребро
Легкие несущие и ограждающие железные конструкций и комплектующие металлоизделия для одноэтажных промышленных строений. Производят следующие шесть типов легких несущих конструкций одноэтажных строений.
Рамные конструкции коробчатого сечения типа «Орск» имеют пролеты 18 и 24 м с шагом рам 6 м. Рама складывается из двух металлических стоек, ригелей. Стойки и ригели коробчатого сечения, складывающегося из швеллеров № 24 и № 18, стенок из листовой стали толщиной 3.. .5 мм с продольными гофрами. Стойки и ригели рамы имеют фланцевые монтажные стыки на высокопрочных болтах.
Секции строений с пространственным решетчатым покрытием из труб типа «Кисловодск» имеют размер 30X30 м. В секцию входятструктурная плита, четыре колонны с опорными плитами и набор прогонов с крепежными изделиями. В набор поставки входят кроме этого профилированный настил для кровли в наборе с крепежными изделиями. Стержни плиты делают из металлических электросварных и горячекатаных труб с приваренными по торцам шайбами.
Рис. 6. Лестничный марш (о) и переходные площадки (б): 1 — ступень, 2 —косоур. 3 — рифленая сталь. 4 — швеллер.
5 — площадка из гнутой стали
Рис. 7. Каркасы промышленных строений: а —рам ною типа, б — из структурных конструкций, в — узловой элемент; 1 — стойка, 2 — ригель, 3 — пространственная решетчатая плита, 4 — колонна, 5 — шайба, 6 — муфта
Соединяют стержни в пространственную конструкцию металлическими многогранниками (рис. 7, в) с резьбовыми отверстиями, каковые сориентированы по направлению сходящихся в узле раскосов и поясов.
Структурные конструкции покрытий из прокатных профилЫ типа «ЦНИИСК» (р ис. 8, а) имеют пролеты 18 и 24 м. Горизонтальные элементы плиты делают из балок, наклонные стержни — из уголков, прикрепляемых к наклонным фа-сонкам 3 балок на болтах.
Рамные конструкции балочного сечения типа
Конструкции покрытий из холодногнутых замкнутых сварных профилей прямоугольного сечения типа «Молодея-но» имеют пролеты 18, 24 и 30 м, ход колонн 12 м, ход стропильных ферм 4 м. В набор постарки входят оголовки колонн, стропильные и подстропильные фермы, контурные балки, вертикальные связи, распорки по верхним и нижним поясам стропильных ферм и металлический профилированный настил в наборе с крепежными изделиями. Пояса и решетку ферм изготовливают из замкнутых сварных профилей прямоугольного сечения с бесфасоночными заводскими соединениями. Монтажные стыки ферм — фланцевые на болтах.
Рис. 8. Каркасы промышленных строений: а — из структурных конструкций типа «ЦНИИСК». 6 — рамного типа «Канск»; 1 — балка, 2 — стсржнн из уголков, 3— фасонка, 4 —колонна, 5 — ригель
Конструкции покрытий из круглых труб типа «Урал» имеют пролеты 18, 24 и 30 м, ход ферм 6 м, ход колонн— 12 м. Пояса и решетку ферм изготавливают из круглых труб с бесфасоночными соединениями. Монтажные стыки ферм — фланцевые на болтах.
В качестве комплектующих производят следующие виды металлоизделий.
Металлические оцинкованные профилированные настилы с трапециевидными формами гофров изготовляют из рулонной стали толщиной 0,8; 0,9; 1 мм. Гофрированные профили подразделяют на две группы: профили для утепленных покрытий и профили для стек производственных строений. Высота гофров профилей для утепленных покрытий 40, 60 и 79 мм, для стенку— 10, 15, 18, 44 и 50 мм. Гофрированные листовые профили к несущим конструкциям крепят самонарезающими болтами.
Между собой профили соединяют комбинированными заклепками.
Оконные переплеты для производственных строений выполнйют металлическими либо алюминиевыми. Металлические переплеты изготовляют из гнутосварных труб прямоугольного сечения 30X60 мм с креплением стекла алюминиевым профилем либо металлическим уголком. Алюминиевые переплеты изготовляют из элементов коробчатого профиля сложного сечения, образуемого прессованием.
Переплеты поставляют двойные раздельные глухие и со створкой, одинарные со створкой и глухие, с рычажными и винторычаж-ными механизмами открывания.
На рис. 10, а изображен переплет оконный глухой со створками из алюминиевого сплава высотой h = 1200, 1800, 2400 мм и шириной Ь = 2000, 3000 мм.
Панельные алюминиевые перегородки предназначены для установки в одноэтажных и многоэтажных строениях с повышенными требованиями по герметизации помещений, с постоянным температур-но-влажностным режимом. Производят перегородки рядовые (рис. 10, б), дверные однопольные, дверные двупольные высотой /i = 3900, 4200, 4800 мм и шириной 6=1500 мм.
Каркасы перегородок поставляют анодированными в «натуральный цвет», т. е. под алюминий.
Профилированные алюминиевые листыпредназначены для устройства утепленных и холодных кровель, декоративных облицовок внутренних и наружных стен, подвесных потолков.
Навесные панели типа «сэндвич» со металлическими и алюминиевыми обшивками используются в качестве элементов наружных стен промышленных строений. Профилированную обшивку делают из оцинкованной рулонной стали толщиной 0,8 мм либо рулонной алюминиевой ленты сплав АМг2М толщиной 1 мм. Утеплитель— пенополиуретан.
Металлические двери для производственных строений изготавливают утепленные двупольные с рамами, механизмом фиксации и распашными створками. Габариты проемов в свету: ширина — 2 м, высота — 2,1 и 2,4 м.
Двери из алюминиевых сплавов для публичных строении изготавливают высотой Л = 2065 и 2365 м. Одностворчатые двери имеют ширину 6 = 950 мм, двустворчатые с распашными равными створками — 6=1450 II 1850 мм, двустворчатые с распашными неравными створками — 6= 1250 мм. Двери поставляют с бесцветным анодированием, всецело остекленными створками с притвором.
Рис. 9. Металлические оцинкованные профилированные настилы: а — типы настилов, б — методы крепления; 1 — заклепка, 2 — самонарезающий болт
Рис. 10. Алюминиевые конструкции: а — оконные переплеты, б — перегородка, в — сечеппе трехслойной панели, г – профилированные страницы
Зенитные металлические фонари для освещения верхним светом промышленных строений поставляют с глухими переплетами размером 980X1600 мм, с раскрывающимися переплетами размером 735Х Х2950 мм. Алюминиевые зенитные фонари промышленных строений производят кроме этого с глухими переплетами размером 1030X1640 мм.
Металлические ворота предназначены для заполнения въездных проемов промышленных строений. Выпускаются: распашные, распашные складчатые с ручным открыванием, подъемно-складчатые с механизированным и ручным открыванием, телескопические подъемно-секционные с механизированным и ручным открыванием, откатные с механическим и ручным открыванием. Ворота с ручным открыванием снабжены противовесами и сбалансированы.
