Лекция 11 каркасы. Промзданий 11 Общие положения
 Скачать 3.22 Mb.
|
|
Компоновка элементов каркаса во многом зависит от архитектурно-планировочных требований и определяется формой здания. Характерные для стальных каркасов типы компоновок представлены на рис. 12.25.  Рис. 12.25. Схемы компоновки стальных каркасов: а-г - с поперечными основными рамами; д-з - с продольными рамами; и-м - с рамами в двух направлениях; н-р - с рамами в трех направлениях (на треугольной сетке колонн); с-ц - с комбинированными расположением и пролетами рам; ч - с рамами в трех направлениях (для треугольного в плане здания); ш - с веерообразным расположением рам; э - с рамами по радиальным и кольцевым направлениям В каркасных зданиях компоновка колонн определяет систему горизонтальных элементов каркаса - балок. Главные балки совместно с колоннами образуют основную систему, выполняя функции несущих элементов вертикальных рам. Пролеты главных балок могут достигать 15 м. В зависимости от размеров основной планировочной ячейки каркаса она может быть разделена второстепенными балками с образованием балочной клетки. Эти балки имеют пролеты 6-12 м и располагаются с шагом 2-3 м. При этом чем больше их пролет, тем меньше шаг, и наоборот. Конструкции несущих систем каркасных зданий выбираются в соответствии со схемой передачи усилий в виде поперечных, продольных и пространственных рам (в двух или трех направлениях). В системах с поперечными рамами (одно-, двух-, трехпролетными) вертикальные нагрузки передаются этим рамам, которые одновременно воспринимают и основную часть горизонтальных нагрузок (рис. 12.25 а). По мере увеличения шага рам необходимо переходить на балочные клетки (рис. 12.25 б-г), в которых второстепенные балки передают вертикальные нагрузки на главные балки - ригели рам. Такой подход характерен для жестких (рамных) каркасов. Второстепенные балки чаще всего располагают в третях или четвертях основного пролета. В несущих системах с продольными рамами (рис. 12.25 д-з) вертикальные нагрузки передаются рамам, параллельным длинной стороне здания, а поперечные рамы работают, в основном, на горизонтальные нагрузки. Если сетка колонн и форма плана здания близки к квадрату, то обычно применяют несущие системы, работающие в двух направлениях (рис. 12.25 и-м). В целях распределения вертикальных нагрузок по обоим направлениям расположение главных и второстепенных балок можно менять поэтажно. В треугольном по плану здании главные балки могут располагаться в двух или трех направлениях параллельно каждой из наружных стен, а второстепенные - перпендикулярно им или под углами в 30° и 60° (рис. 12.25 н-р, ч). Каркасное здание усеченной элиптической формы (рис. 12.25 ш) требует устройства необычного веерообразного расположения главных балок и рам, которые воспринимают вертикальные нагрузки и основную часть горизонтальных нагрузок. Естественно стремление в зданиях, близких к форме круга (рис. 12.25 э), создать систему радиальных рам и связывающих их балок по кольцевым направлениям или, наоборот, кольцевых рам и радиальных балок. Членение конструкций каркаса на отправочные элементы (рис. 12.26) при ограничении веса и габаритов должно обеспечивать максимальную степень их заводской готовности. При определении габаритов отправочных элементов принимают во внимание особенности транспортировки и монтажа конструкций конкретного объекта строительства. Наиболее часто используют схему с линейными отправочными элементами (рис. 12.26 а), имеющую преимущество транспортировки и складирования. Другие схемы членения каркаса уступают линейной, но имеют свои преимущества.  Рис. 12.26. Схемы членения стальных каркасов на отправочные элементы Для ускорения и повышения качества монтажа отправочные элементы на строительной площадке укрупняют в монтажные блоки массой до 15-20 т в специальных стендах и кондукторах, обеспечивающих высокую точность укрупнительной сборки. Монтажные блоки могут быть плоскостными и пространственными (рис. 12.27).  Рис. 12.27. Членение каркаса на монтажные блоки и элементы В современной практике строительства зданий из стали применяются рамные, связевые и рамно-связевые типы каркасов (рис. 12.28 а-в). При проектировании стального каркаса в силу различных причин не всегда сохраняется регулярность системы и единый принцип ее построения. В высоких зданиях возможны нарушения регулярности в виде выступов и углублений в плане, уступов и консольных выносов по высоте, смещений осей и некоторых колонн и ригелей, изменения схемы работы системы по высоте здания, по поперечному или продольному направлению и т.д. (рис. 12.28 г-ж).  Рис. 12.28. Конструктивно-статические схемы стальных каркасов и их возможные сочетания: а - рамный; б - связевый; в - рамно-связевый; г, д - разделение каркаса на крупные зоны с разными системами по высоте; е, ж - местные изменения в системе В некоторых архитектурно-конструктивных решениях применяют стальные каркасы с наклонными колоннами. В этих случаях необходим учет передачи горизонтальных усилий на каркас от наклонных колонн. Горизонтальные усилия тем больше, чем сильнее колонны отклоняются от вертикали. В зданиях с симметричными каркасами (рис. 12.29 а, б) горизонтальные усилия от нагрузки взаимно погашаются. В несимметричных каркасах (рис. 12.29 в) требуется мощная жесткая несущая конструкция, способная воспринять горизонтальные усилия. Парные наклонные колонны, например, для образования проезда (рис. 12.29 г) эффективно увеличивают жесткость здания против ветровых горизонтальных нагрузок; V-образные опорные колонны (рис. 12.29 д) также хорошо сопротивляются горизонтальным усилиям. В зданиях воронкообразной формы с наклонными колоннами создаются значительные горизонтальные силы, которые при симметричном решении каркаса могут быть, в основном, восприняты мощными затяжками (рис. 12.29 е).  Рис. 12.29. Каркасы с наклонными колоннами: а, б - симметричные; в - несимметричный; г - с парными симметричными внутриконтурными колоннами; д - с V-образными парными опорными колоннами; е - с наклонными симметричными колоннами в верхней части каркаса |