i i

Рис. 11.4. Примеры схем поперечных рам многопролетных зданий

скатные покрытия. На выбор уклона покрытия влияет тип кровли. При рулонной кровле наиболее часто проектируются плоские покрытия (i=l,5%).

Мощные технологические агрегаты, особенно в металлургической промышленности, требуют иногда устройства в цехе тяжелых рабочих площадок, по которым двигаются железнодорожные составы, этажного расположения оборудования, повышенной аэрации, что вынуждает проектировать поперечную конструкцию цеха достаточно сложного профиля (рис. 11.4, е).

При компоновке многопролетных рам для наибольшей унификации объемно-планировочного решения установлен ряд общих рекомендаций и правил.

Следует стремиться к тому, чтобы здание было прямоугольным в плане, имело одинаковые пролеты и единую высоту. Если по условиям технологии это невозможно, то повышенные пролеты нужно группировать по одну сторону от пониженных, число различных размеров пролетов всегда должно быть наименьшим. Перепады высот повышенной и пониженной частей здания меньше 1,8 м делать не допускается; все здание в этом случае целесообразно сделать одной высоты (по наибольшей высоте). Перепад высот смежных пролетов величиной 1,8 м целесообразен, если ширина пониженной части 60 м; перепад 2,4 м допускается, если ширина пониженной части 36 м.

Определение компоновочных размеров для крайних рядов многопролетных рам производится точно так же, как для однопролетных. Если в различных пролетах здания одной высоты краны имеют разную грузо-

подъемность, то размер Яг (см. рис. 11.3) принимается по наибольшему крану. В этом случае при одинаковы.х отметках верха подкрановых балок будет обеспечен (с запасом) габарит для кранов меньшей грузоподъемности.

Компоновочные размеры средних колонн Яь Яг, Яо для зданий без перепада высот (пролеты А-Б, Б-В на рис. 11.4, а) принимаются такими же, как и для крайних. Заглубление средних колонн ниже уровня пола принимается одинаковым с крайними (600-1000 мм). Высоту сечения верхней части средней колонны в зависимости от грузоподъемности кранов и высоты колонны принимают 400, 700, 1000 мм. Высота сечения нижней части кв = 21\ (рис. 11.4, г).

При наличии в смежных пролетах кранов разной грузоподъемности может оказаться, что привязки /, крановых рельсов к оси колонны для правого и левого крана различны, и нижняя часть колонны будет асимметрична относительно разбнвочпой оси. Для средних колонн без перепада высот такие колонны обычно не проектируют, привязывая оба крановых рельса по наибольшему из размеров.

Определение компоновочных размеров рамы у рядов с перепадом высоты приведено на рис. 11.4, d, где изображена колонна в месте перепада высот, причем смежные пролеты разделены стенкой (на рисунке заштрихована). В этом случае привязка кранового рельса низкого пролета к разбиБОчной оси, очевидно, должна быть не менее, мм

ij = а -f tcr -f 450 -f flj -f 75,

где a - наружная привязка верхней части ко.Юнны; /ст - толщина стены; 450 мм - габарит прохода с ограждением; fli - выступающая за рельс часть крана; 75 мм - необходимый зазор между краном и ограждением прохода.

Размер и принимают с округлением до 250 мм в большую сторону. Высота сечения нижней части колонны /jh=/i+/i с привязкой граней асимметрично относительно разбивочной оси. Аналогичным образом устанавливают компоновочные размеры поперечных рам различных конфигураций.

Размеры подстропильных ферм (высота и длина панелей) увязываются с высотой и шагом стропильных.

3. Пример компоновки поперечной рамы

Исходные данные; прокатный цех однопролетный, пролетом 30 м, оборудован двумя мостовыми кранами грузоподъемностью Q = 30/5 т весьма тяжелого (ВТ) режима работы. Длина здания 108 м, отметка головок рельса 11,5 м. Здание отапливаемое со светоаэрационным фонарем (два переплета по 1750 мм).

Выбрана система с щагом поперечных рам 12 м, с жестким сопряжением ригеля с колонной (краны ВТ режима работы). Схема поперечной рамы и ее элементов показана на рис. 11.3.

Вертикальные размеры (Як - по прил. 1);

Я2> (Як -f 100) + / = 2750 -f 100 -f 300 = 3150 мм; Яо > Я1 -f Яг = 11 500 -f 3 150 = 14 650 мм.

Ближайший больший размер, кратный 600 мм,- 15 000 мм. Принято Яо=15 000 мм. Отметку верха подкранового рельса можно увеличить до 15-3,15= 11,85» 11,8 м. При высоте подкрановой балки с рельсом, равной Vs ее пролета, Яв= (Лб-Ьйр)-ЬЯ2= 1500-Ь -f 3200 = 4700 мм. При заглублении базы колонны на 1000 мм ниже пола Ян = Яо-• -Яв-Ц000= 15000-4700-f 1000=11300 мм. Полная высота колонны Я=Яв-ьЯн = = 16000 мм. Яф = 3150 мм; Яф„ = 4150 мм.

Горизонтальные размеры (В, - по прил. 1).

Необходим проход в теле колонны, и поэтому привязка а=500 мм, высота сечения верхней части колонны ft=l000 мм (>Яв/12 = 4700/12 = 390 мм). В пределах высоты фермы высоту сечения колонны назначаем 700 мм (см. рис. 11.3,/). Z,>Bi-f -f (йв-а)-f 75 = 300-f (1000-500) =875 мм. Назначаем /,= 1000 мм (кратно 250 мм). ftH = Z,-fa=1000-f 500=1500 мм. Пролет мостового крана /к = /-2/i = 30 ООО-2-1000= = 28 000 мм.

Сечение верхней части колонны назначаем сплошностенчатым двутавровым, нижней - сквозным.

Все размеры, определенные в примере, показаны на рис. 11.3 в скобках.

§ 3. связи

Связи - это важные элементы стального каркаса, которые необходимы для:

обеспечения пеизменяемости пространственной системы каркаса и устойчивости его сжатых элементов;

восприятия и передачи на фундаменты некоторых нагрузок (ветровых, горизонтальных от кранов);

обеспечения совместной работы поперечных рам при местных нагрузках (например, крановых);

создания жесткости каркаса, необходимой для обеспечения нормальных условий эксплуатации;

обеспечения условий высококачественного и удобного монтажа.

Связи подразделяются на связи между колоннами и связи между фермами (связи шатра).

1. Связи между колоннами

Система связей между колоннами обеспечивает во время эксплуатации и монтажа геометрическую неизменяемость каркаса и его несущую способность в продольном направлении (воспринимая при этом некоторые нагрузки), а также устойчивость колонн из плоскости поперечных рам.

Для выполнения этих функций необходимы хотя бы один вертикальный жесткий диск по длине температурного блока и система продольных элементов, прикрепляющих колонны, не входящие в жесткий диск, к последнему. В жесткие диски (рис. 11.5) включены две колонны, подкрановая балка, горизонтальные распорки и решетка, обеспечивающая при шарнирном соединении всех элементов диска геометрическую неизменяемость. Решетка чаще проектируется крестовой (см. рис. 11.5, я), элементы которой работают на растяжение при любом направлении сил, передаваемых на диск, и треугольной (см. рис. 11.5,6), элементы которой работают на растяжение и сжатие. Схема решетки выбирается так, чтобы ее элементы было удобно крепить к колоннам (углы между вертикалью и элементами решетки близки к 45°). При больших шагах колонн в нижней части колонны целесообразно устройство диска в виде двухшарнирной решетчатой рамы, а в верхней - использование подстропильной фермы (см. рис. 11.5, е). Распорки и решетка при малых высотах сечения колонн (например, в верхней части) располагаются в одной плоскости, а при больших высотах (нижняя часть колонны) -в двух плоскостях. На связевые диски передаются крутящие моменты, и поэтому при расположении вертикальных связей в двух плоскостях они соединяются горизонтальными решетчатыми связями.

При размещении жестких дисков (связевых блоков) вдоль здания нужно учитывать возможность перемещений колонн при температурных деформациях продольных элементов (рис. 11.6,а). Если поставить диски по торцам здания (рис. 11.6,6), то во всех продольных элементах (подкрановые конструкции, подстропильные фермы, распорки связей) возникают значительные температурные усилия Ft.

Поэтому при небольшой длине здания (температурного блока) ставится вертикальная связь в одной панели (рис. 11.7, а). При большой длине здания (или блока) для колонн в торцах возрастают неупругие перемещения за счет податливости креплений продольных элементов к колоннам. Расстояние от торца до диска ограничивается с целью закрепления колонн, расположенных близко к торцу, от потери устойчивости. В этих случаях вертикальные связи ставятся в двух панелях (рис. 11.7,6), причем расстояния между их осями должно быть таким, чтобы усилия Ft не были очень велики. Предельные расстояния между дисками зависят от возможных перепадов температур (разных для отапливаемых и неотапливаемых зданий, строящихся в районах с разными