Фахверковые колонны (стойки): преимущества и недостатки | Быстровозводимое строительство
Фахверковые колонны, это то же самое, что и обычные стойки, но они не входят в число несущих основную нагрузку всей конструкции, служащей для перекрывания. Подобные стоечные устройства обычно устанавливаются в торцовых участках пролетов в качестве опорного крепежа стенового ограждения. В виде связующих элементов конструкции горизонтального расположения используются они в качестве устойчивого построения, противостоящего сильным ветрам, и другим динамическим нагрузкам. Необходимы для усиления жесткости сооружения.
Устройство
Колонны или фахверковые стойки имеют свое предназначение, в качестве производственного помещения могут иметь несколько направлений, это железобетонные, а также состоящий из профилей. В небольших зданиях в современном Фахверквом стиле подобные колонны изготавливают из деревянных брусков. Предназначаются они для воспринимания нагружения, исходящих от стен. В самой торцевой стороны промеж несущих колонн. Данные колонны размещаются с боковой части всей этой указанной конструкции.
Расстояние между всеми несущими деталями составляет примерно 12 метров, а стеновые железобетонные плиты обычно устанавливаются на расстоянии 6 метров. И именно между данными несущими монтируются фахверковые колонны согласно заранее заполненного проекта. Они же дополнительно скрепляются с несущими компонентами при помощи фахверковой связующих деталей.
Назначение
Данные колонны при строении в обязательном порядке устанавливаются на фундамент, и после их монтажа бетонируются. И здесь разрабатывается заделка в жестком варианте. К компонентам перекрытий, подобные колонны закрепляются при помощи шарнирного крепежа. При уникальном строительстве при помощи железобетонного построения, колонны используются в качестве тех самых железобетонных материалов, возможно применять качественный металлический материал, в виде двутавровых конструкций, а также швеллеров. При построении объекта из металлоконструкций, применяются только металлические виды фахверковых колонн
. Тут же стоит отметить, что связующие между фахверковых колонн могут быть только металлическими.
К тому же подобные конструкции создаются из деревянных конструкций, частенько используются в строительстве загородных домов. В данном же построении, применяется фахверк, выступающий в качестве основного несущего компонента, который представлен в виде жестких плоскостей, изготовленных из вертикальных, наклонных, горизонтальных балок. Такие колонны используются в торцевые стороны стоечных оборудований, в том числе и в продольных стенах одноэтажного промышленного здания, имеющего несущие, возможно и не несущие стеновые конструкции из железобетонных панелей размером 6 или же 12 метров, также используются кирпичные несущие стеновые конструкции. Во внутренней части между панельных стен находится небольшой зазор размеров в 30 мм, относительно к наружной части стоек. Фахверковые стойки высотой
Основные преимущества колонн
- Указанные стойки обычно предназначаются для крепежа стеновой конструкции.
- Именно на них ложится вся основная нагрузка стеновых конструкционных сооружений, а также устойчив при ветровых нагрузках.
- Бывают как в железобетонном, так и в стальном варианте.
- Обычная привязка торцевой части стойки оказывается на нулевом уровне, так как привязка стоек фахверка может определиться только привязанным основанием каркасных колонн.
- Практически все железобетонные стойки наделены сечением от 300*300 и до 400*600 мм.
- Стойки общего кольцевого сечения наделены диаметров в 300 мм.
- Конструктивные колонны могли иметь постоянное сечение, а также переменное.
Верхняя часть подобных колонн находится в небольшом проеме, расположенный промеж торцевых стеновых конструкций, а также пристроенных балок перекрытия, где крепится к очередному пояску балок при помощи установочных, крепежных элементов. Нижняя часть стоек обычно закрепляется к фундаментному построению, при помощи шарнирного крепежа. Именно поэтому в верхней части фундаментного сооружения монтируется только строго по определенным осевым частям и по одному уровню металлический лист из надежной и устойчивой стали.
Установка производится при помощи болтов, а также цементного раствора. Стойка более свободно устанавливается на данный лист, в том числе используя сварочный аппарат приваривается к конструкции дополнительные закладные элементы. Все данные стойки армируются специальными сварными металлоконструкциями, изготовленных при помощи сварных каркасов. Разрабатываются из бетонной смеси модели М 200-М 400.
Состав
Арматура в данном деле является рабочим вариантом, который также изготовлен из горячекатаного стального материала из периодического профильного материала класса А-3. Металлические стойки торцевой колонны исполняются из нескольких сварных двутавров, которые имеют высоту в 0.5 метров, а также ширину полочек от 0.4 и до 0.55 метров. Согласно общим схематическим данным, то именно здесь предусматривается шарнирная опора, находящаяся в нижней части на самом фундаментном построении.
На верхней части установлены в торцах построенний ветровые балки, в том числе фермы. Ветровые конструкции монтируются в самих пролетах, где дополнительно используются мостовые краны в качестве опор, на одном уровне с крановыми путями применяются ремонтные строительные площадки. Ветровые виды ферм монтируются на верхней части в любых бескрановых пролетных участках в виде основных промежуточных опорных сооружений на расстоянии от 10 и до 12 метров по основной высоте построения.
Монтаж колонн:
Отрицательные стороны
Оголовки стоек находятся практически на одном уровне, что и сами оголовки всех основных колонн. Примерно 15 см отделяет их от пояса стропильных ферм. В определенной высоте стропильной конструкции фахверковые стойки могут быть наращенные при помощи сварных двутавров, высота которых составляет около 0.25 метров. Данные недостатки не могут доходить на 0.1 и 0.3 метров, доходящего до подкровельного настильного сооружения. И только в пределах одной высоты парапетов могут продолжиться насаживания из прокатных углов. Полочка углов насадок заносится в вертикальный шов, расположенный промеж парапетных панелей.
Благодаря чему, конструкции, расположенные с торцевой части, могут продолжить высоту основных торцевых стеновых сооружений, и неспособны пересечься с перекрытиями. Верхние части, идущие к любой стропильной ферме при помощи шарнирных креплений, были установлены при помощи изогнутой платины, то есть листового шарнира. Данный шарнир предоставляет возможность выдавать некоторые ветровые нагружения на основание, в дальнейшем устраняет все вертикальные покрывочные сооружения. Нижняя часть находятся на небольшой отметке в 0.150 метров.
Они устанавливаются на двух металлических монтажных прокладках и только после выверки крепятся несколькими анкерным болтиками. Фундаментное строение под данное устройство не устанавливается. Некоторые части данного элемента, имеют двутавровое сечение, разрабатываются и стального материала модели ВС3кп2, ВСт3пс6, которые также имеют коробчатый вид сечения из стального материала модели 09Г2С9.
bvzd.ru
23. Фахверк. Его назначение и конструктивное решение
Фахверком называется система конструктивных элементов, служащих для поддержания стенового ограждения и восприятия (с последующей передачей на фундаменты и другие конструкции) ветровой нагрузки.Фахверк устраивается для наружных стен (вдоль здания и торцевых), а также для внутренних стен и перегородок (рис. 11.23).
При самонесущих стенах, а также при панельных стенах с длиной панелей, равной шагу колонн, необходимости в конструкциях фахверка нет.
Если длина панелей меньше шага колонн, устанавливаются стойки фахверка, и панели опираются на столики колонн и этих стоек (рис. 11.23,а). Сечения стоек фахверка — прокатные обычные и широкополочные, а также сварные двутавры, сплошные составные из швеллеров и сквозные из швеллеров (прокатных или гнутых) (рис. 11.23,3). Стойки опираются на фундамент и с помощью листового шарнира, передающего горизонтальные усилия, но не стесняющего вертикальные перемещения ферм, — на связи по нижним поясам ферм (рис. 11.23,0). Если по высоте есть горизонтальные площадки, то стойки опираются в горизонтальном направлении и на них. При стенах из малоразмерных элементов (волнистые асбестоцементные, стальные, алюминиевые листы) кроме стоек предусматриваются ригели (рис. 11.23,6), к которым и крепятся стеновые листы. Ригели воспринимают вертикальные и горизонтальные нагрузки (от веса стенового ограждения и ветровой нагрузки), и поэтому проектируются достаточно жесткими в обеих плоскостях. Сечения их составляются из уголков, листов, швеллеров, гнутых профилей (рис. 11.23,е).
В торцах здания обязательно устанавливаются стойки (рис. 11.23,0), а при малоразмерных листах ограждения и над большими проемами — ригели. В высоких цехах для обеспечения устойчивости стоек фахверка в плоскости стены ставятся распорки, которые крепятся к вертикальным связям.
Фахверк внутренних стен устраивается аналогично. Если внутренние стены кирпичные, то стойки и ригели фахверка располагаются в пределах толщины стены (рис. 11.23,г).
Стойки фахверка работают на внецентренное сжатие от эксцентрично приложенного веса стенового ограждения и ветровой нагрузки. Расчетная схема — это стойка с опорами внизу и в местах крепления к горизонтальным площадкам и связям (рис. И.24,а). Опорная горизонтальная реакция FW передается на связи по нижним поясам ферм (см. рис. 11.12).
Ригели фахверка работают как балки на косой изгиб (рис. 11.24,6). Вертикальная нагрузка собирается с участка, равного расстоянию между ригелями (рис. 11.24,0). Для стен из блоков следует учесть, что образуются своды (рис. 11.24,г) и если Лз=0,75/, то при определении пролетного момента следует принимать нагрузку с высоты, равной 0,6/. Опорные реакции ригели при этом определяются от полной высоты h кладки над ригелем.
studfiles.net
Стойка фахверка, колонна «Промстройлес»
Деревянная стойка фахверк — это элемент жесткого каркаса здания, который в свою очередь еще состоит из деревянных балок, горизонтальных ригелей и диагональных раскосов.
Данная конструкция является несущей в фахверковых домах.
Фахверк – это особый вид строительства, который появился несколько веков назад на территории Западной Европы. Необычное название произошло от немецкого, что означает каркасно-панельное сооружение, однако сам факт зарождения этого стиля именно в Германии остаётся неподтвержденным.
Отличительные характеристики
Что из себя представляют дома, построенные по этой модной, развивающейся технологии? Существует ряд признаков, по которым Вы всегда сможете отличить стиль от любого другого:
- Прежде всего, фахверковые дома построены на основе крепкого каркаса, который несёт на себе всю нагрузку, а, следовательно, должен быть жёстким и стойким.
- После установке каркаса происходит его заполнение различного рода материалами. Здесь существует несколько вариантов: утепленные сэндвич-панели, стеклопакеты, цементно-стружечные плиты.
- Самой главной чертой является то, что каркас ничем не маскируется и не закрываются, поэтому все балки и раскосы специально остаются видимыми. Эта черта позволит с первого взгляда определить необычный, уникальный стиль, присущий этой особенной технологии фахверк.
Сейчас такие дома выглядят очень стильно и изысканно, даже сложно поверить, что когда-то такие строения выбирали для себя самые бедные люди, чаще всего используя в качестве наполнения каркаса саман, т.к. он был наиболее прочным и достаточно хорошо сохранял тепло. Однако, известно, что иногда применялся даже мусор – ведь бедняки, обладая в наличии всего несколько балок, своими силами пытались обеспечить своей семье хотя бы какое-то жильё. Со временем технология развивалась, спустя столетия эти дома уже стали относиться к категории элитного строительства. Всё чаще такие жилища выбирают для себя в России, хотя для нашей территории эта технология является достаточно новой. Коттедж для постоянного жилья, или же дом в стиле фахверк выглядит ультрамодно и приближённо к Европейским стандартам.
Сборка каркаса дома
Дизайнеры и разработчики стараются создавать новые и совершенствовать уже проверенные материалы для того, чтобы построенный дом был наилучшим образом комфортным и уютным. Одним из главных значений имеет экологичность, поэтому для строительства в наибольшей степени представлены натуральные природные материалы. Раньше для изготовления каркаса применяли цельные заготовки из древесины, в современном же строительстве каркас, как правило, состоит из клееного или профильного бруса, который тщательно обрабатывается, что позволяет улучшить его свойства, защитить дерево от влаги и порчи вредными насекомыми. Деревянный материал имеет пористую структуру и способен обеззараживать воздух, обеспечивая регулярную вентиляцию воздуха в доме.
Пропитка убережёт каркас от рассыхания и образования плесени в случае перепада температур. Благодаря высоким показателям уровня теплоизоляции, помещение остаётся теплым в зимнее время и сохраняет приятную прохладу летом. Сам каркас состоит из стоек и ригелей, которые изготавливаются из прокатных или составных профилей. Секции, на которые делится каркас при сборке, образуются при помощи диагональных балок. Все стойки, балки, раскосы при сборке образуют устойчивую конструкцию, поэтому Вы можете использовать мелкозаглубенный фундамент, а эта особенность несомненно относится к преимуществам, т.к. предполагает существенную экономию. В соединении составляющих каркаса практически отсутствуют металлические гвозди – используются такие типы соединения, как шипы, клинья, нагели и пазы.
Проекты домов фахверк
Shale Style
Fachwerkhaus
Pagano Style
Описание конструкции фахверка
Каркас переносит всю нагрузку со стен на фундамент и опорные балки, поэтому эта составляющая строительства должна отличаться высокой прочностью и надёжностью. Количество и расположение стоек, ригелей зависит от высоты строящегося здания, строения стен, а также весовой нагрузки. Особенности конструкции фахверка зависит от разных факторов, таких как:
- тип будущего стенового наполнения;
- расстояние между колоннами;
- высота здания;
- наличие мостовых кранов и проёмов.
В прошлые века эти деревянные коттеджи, обладали своими отличиями и особенностями. Например, один из самых старейших стилей, именуемый Халленхаус, который был популярен в Северной Германии, предполагал двухстоечный или четырехстоечный фахверк и наличие одного или двух этажей в здании. В отличие от него, стиль Готкхаус подразумевал трёхэтажное строение, наличие парных окон, использование в каркасе длинных стоек и раскосов. Французский фахверк отличался выносной конструкцией кровли, а Эльзасский стиль отличала квадратная форма в периметре. Однако со временем национальные отличия стёрлись, фахверковое строительство сегодня подразумевает использование стандартных материалов и технологий, имеющих общие черты.
www.pslcomp.ru
Колонны фахверков
Новый сервис — Строительные калькуляторы online
Колонны применяются в торцевых фахверках и фахверках продольных стен одноэтажных промышленных зданий, имеющих самонесущие или ненесущие стены из панелей 6 или 12 м или кирпичные самонесущие стены.
Внутренняя грань панельных стен располагается с зазором 30 мм по отношению к наружной грани колонн.
Фахверковые колонны высотой 4,2-18 метров.
Фахверковые колонны предназначены для крепления стен; они частично воспринимают массу стен и ветровые нагрузки.
Фахверковые колонны изготовляют железобетонные и стальные.
Привязка колонн торцевого фахверка нулевая, привязка колонн продольного фахверка определяется привязкой основных колонн каркаса.
Железобетонные колонны имеют сечение 300*300 до 400*600 мм; колонны кольцевого сечения имеют диаметр 300 мм.
Колонны могут быть как постоянного сечения, так и переменно сечения.
Верхний конец таких колонн располагается в зазоре между торцевой стеной и пристенной балкой покрытия и крепится к верхнему поясу балки с помощью монтажной детали.
Нижний конец колонн крепится к фундаменту шарнирно.
Для этого поверх фундамента устанавливается строго по осям и по уровню (при помощи анкерных болтов и цементной подливки) стальной лист.
Колонна свободно устанавливается на этот лист и приваривается к нему с помощью своих закладных деталей.
Колонны армируются пространственными сварными каркасами.
Колонны изготавливаются из бетона марок М 200-М 400.
Рабочая арматура из горячекатаной стали периодического профиля класса А-3.
Стальные колонны торцевого фахверка выполняются из сварных двутавров высотой 0,5 м и с шириной полок от 0,4 до 0,55 м.
Расчётная схема фахверковых колонн предусматривает их шарнирное опирание понизу на фундаменты, а поверху на устанавливаемые в торцах здания горизонтальные ветровые балки и фермы.
Ветровые балки устанавливаются в пролётах с опорными мостовыми кранами на уровне крановых путей и дополнительно используются как ремонтные площадки.
Ветровые фермы устанавливаются поверху в бескрановых пролётах и в качестве промежуточных опор реже чем через 10-12 м и по высоте здания.
Оголовки фахверковых колонн располагаются на одном уровне с оголовками основных колонн – на 150 мм ниже пояса стропильной фермы.
В пределах высоты стропильной фермы фахверковые колонны наращиваются сварными двутаврами высотой сечения 0,25 м.
Эти надставки не доходят на 0,1-0,3 м до подкровельного настила и в пределах высоты парапета продолжаются насадками из прокатных уголков.
Полка уголка-насадки зоводится в вертикальный шов между парапетными панелями.
Таким образом, колонны торцевого фахверка продолжаются на всю высоту торцевых стен и не пересекаются с конструкциями покрытия.
Верхние концы колонн к стропильной ферме шарнирно прикреплены с помощью изогнутых пластин – листовых шарниров.
Листовой шарнир даёт возможность передавать ветровые нагрузки на основной каркас и устраняет вертикальные воздействия покрытия на стойки фахверка.
Схема расположения фахверковых колонн
Низ колонны размещается на отметке -0,150 м.
Колонну устанавливают на две стальные монтажные прокладки и после выверки закрепляют двумя анкерными болтами.
Приколонная стойка фахверка металлическая и она приваривается к колонне. Выполняется из коробчатого сечения.
Фундамент под стойку не устраивается.
Части колонн, имеющие двутавровое сечение, изготовляются из стали марок ВС3кп2, ВСт3пс6; имеющие коробчатое сечение – из стали марок 09Г2С9.
Схема торцевого фахверка 1-1
Схема продольного фахверка 2-2
Шарнирное соединение фахверка с покрытием
Крепление железобетонного фахверка к фундаменту
Крепление стального фахверка к фундаменту
Новый сервис — Строительные калькуляторы online
perekos.net
|
Фахверковые колонны[6] предназначены для применения в зданиях II класса ответственности[7], возводимых в I-IV географических районах по скоростному напору ветра, при сейсмичности до 9 баллов (до 8 баллов для серии 1.427.1-6) включительно[8]. Колонны могут применяться в отапливаемых зданиях – без ограничения расчетной температуры наружного воздуха, в неотапливаемых зданиях – при расчетной температуре наружного воздуха не ниже -30 °С (-40 °С для серии 1.427.1-6). Агрессивность эксплуатационной среды не выше средней. Стойки торцевого фахверка разработаны для шага колонн основного каркаса 6 или 12 м, стойки продольного фахверка – для шага 12 м. Подкрановые конструкции приняты в виде железобетонных или стальных подкрановых балок по типовым сериям. Наружные стены могут быть выполнены панельными (самонесущими или навесными) либо из штучных материалов (кирпич, мелкие блоки – самонесущими). Привязка наружных граней колонн торцевого фахверка к торцевым поперечным координационным осям принята нулевой. Привязка колонн продольного фахверка к крайним продольным осям должна приниматься как для колонн основного каркаса того же ряда. Отметка верха фундамента под колонну -0,150. Колонны изготавливаются из тяжелого бетона классов В15-В22,5 (колонны высотой 15,6-18 м – только В22,5) и армируются пространственными арматурными каркасами. Группа горючести конструкций — НГ (негорючие). Предел огнестойкости колонн – R150. Колонны железобетонные прямоугольного сечения для продольного и торцевого фахверка одноэтажных производственных зданий высотой 3,0-14.4 м (серия 1.427.1-3, выпуски 0 и 0-1) Колонны данной серии применяются в крановых и бескрановых зданиях высотой от 3 до 14,4 м (кратно модулю 6М) с пролетами от 12 до 36 м. Покрытия зданий могут быть решены с использованием типовых железобетонных стропильных конструкций[9]: балок плоской или односкатной кровли (серия 1.462.1-1/88), решетчатых двускатных балок (серия 1.462.1-3/89), двутавровых двускатных балок (серия 1.462.1‑16/88), сегментных ферм (серия 1.463.1-16), безраскосных ферм скатной кровли (серия 1.463.1-3/87) при беспрогонной ограждающей части покрытия, выполненной из типовых железобетонных ребристых плит длиной 6 или 12 м. Из стальных стропильных конструкций предусмотрено использование типовых малоуклонных (уклон 1,5 %) ферм высотой по обушкам поясов 3150 мм: из парных уголков (серия 1.460.2-10/88), из широкополочных двутавров[10] и тавров (шифр 11-2450) с ограждающей беспрогонной (железобетонные плиты) или прогонной (стальной профилированный настил или асбоцементные листы по прогонам) частью[11]. Колонны имеют прямоугольное сечение постоянное по высоте или ступенчатое. При использовании в покрытии стальных конструкций сечение самой колонны постоянное, но в пределах высоты стропильной фермы колонна наращивается стальным элементом (надколонником) из двух сваренных швеллеров №12. Высота надколонника (3200, 3300 или 3700 мм) выбирается в зависимости от высоты фермы в месте установки фахверковой стойки. Надколонник устанавливается на закрепленный непосредственно к железобетонной стойке стальной соединительный элемент из прокатного двутавра 26Б1 высотой 125, 200 или 275 мм. Фахверковая колонна нижним концом опирается на фундамент. Способы соединения с фундаментом в зависимости от материала стропильных конструкций, наличия кранового оборудования и высоты пролета приведены в табл. 9. Верхний конец колонны имеет крепление – говоря обобщенно – к покрытию, передающее на последнее горизонтальные усилия. При этом место и способ крепления зависит от расположения фахверка (торцевой или продольный) и материала стропильных конструкций. Отличительной особенностью данного узла является необходимость обеспечить возможность свободного перемещения элементов покрытия в вертикальной плоскости без возникновения ситуации «опирания» их на фахверковые стойки. При железобетонных балках и фермах: верх колонны торцевого фахверка крепится к верхнему поясу стропильной конструкции с помощью гибкой накладки, допускающей прогиб элементов покрытия без передачи усилия на фахверк; у колонны продольного фахверка в уровне верха плиты покрытия с помощью подвижного в вертикальной плоскости соединения из стальных уголков крепится стальная насадка таврового сечения, приваренная к закладным деталям колонны. Таким образом, горизонтальные усилия от верхнего конца фахверка передаются и в том и другом случае на жесткий диск плит покрытия. При стальных фермах: стойка торцевого фахверка имеет крепление на гибкой накладке к нижнему поясу фермы, а верх стального надколонника крепится к верхнему поясу фермы соединительным элементом с болтами в овальных отверстиях. Оба узла допускают свободный прогиб фермы. Пояса фермы при этом раскреплены элементами связей по покрытию и – поверху – плитами или прогонами. То есть горизонтальная нагрузка от фахверка передается на связи по нижним поясам и на жесткий диск плит покрытия; верх железобетонной стойки продольного фахверка опирается на связи по стальным фермам, а верх надколонника крепится гибкой накладкой к верху плиты покрытия или к низу прогона. Таким образом, горизонтальные усилия и в этом случае передаются на систему связей по покрытию и на жесткий диск покрытия. Кроме этого, в пролетах, оборудованных опорными мостовыми кранами, стойки продольного фахверка имеют промежуточную опору – горизонтальное крепление к подкрановой балке. Типы и области применения фахверковых колонн представлены на рис. 14 и в табл. 9. В табл. 10-12 дан сокращенный ключ подбора фахверковых стоек, а в табл. 13-14 – их номенклатура и параметры. Таблица 9. Области применения фахверковых стоек разных типов и способы их сопряжения с фундаментом
«+» — данный вариант применяется безусловно; «-» — данный вариант не применяется.
Рисунок 14. Типы фахверковых стоек сплошного сечения Таблица 10. Сокращенный ключ подбора марок[13] железобетонных стоек продольного фахверка
Таблица 11. Сокращенный ключ подбора марок железобетонных стоек торцевого фахверка при покрытиях по железобетонным балкам
Таблица 12. Сокращенный ключ подбора марок железобетонных стоек торцевого фахверка при покрытиях по железобетонным и стальным фермам
Таблица 13. Номенклатура и параметры фахверковых колонн типов 1КФ-5КФ
Окончание таблицы 13
Таблица 14. Номенклатура и параметры фахверковых колонн типов 6КФ-11КФ
Окончание таблицы 14
Рекомендуемые страницы: Воспользуйтесь поиском по сайту: ©2015- 2019 megalektsii.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. |
megalektsii.ru
8. Подстропильные конструкции. Фахверковые колонны и их назначение.
Подстропильные конструкции. Подстропильные конструкции служат для опирания основных несущих конструкций покрытия в тех случаях, когда шаг колонн превышает шаг балок или ферм покрытия.
Подстропильные балки и фермы крепят к колоннам каркаса сваркой закладных стальных деталей.
Подстропильные конструкции: а – разрез покрытия; б – подстропильная ферма; в – подстропильная балка; 1 – подстропильная ферма; 2 – стропильная ферма; 3 – плита покрытия.
Фахверковые колонны — легкий вспомогательный каркас, располагаемый между колоннами основного каркас, воспринимает вес стенового заполнения и ветровую нагрузку и передает их на эл. основного каркаса.
Фахверк состоит из железобетонных или стальных ригелей, основных и вспомогательных стоек. Вспомогательные стойки, опирающиеся на ригели, разделяют стены на отдельные участки ограничивают с боков оконные проемы. Основные стойки фахверка опирают на самостоятельные фундаменты. Их устраивают в том случае, когда расстояние между колоннами основного каркаса превдешает 6 м.
Торцевые стены одноэтажных зданий не воспринимают нагрузок от кранов и несущих конструкций покрытия. Однако, имея большую высоту и протяженность, они образуют большие поверхности, которые воспринимают значительную ветровую нагрузку.
В связи с этим необходимо принимать особые меры для обеспечения устойчивости торцевых стен. В этих целях в зданиях с кирпичными несущими стенами в торцевых стенах устраивают наружные и внутренние пилястры, а в каркасных зданиях в торцевые стены вводят фахверк.
Обеспечение устойчивости стен: а – закрепление кирпичной стены клямерами, б — закрепление кирпичной стены анкерами, в – схема фахверка, 1 – клямер, 2 – колонна каркаса, 3 – сварка, 4 – наружная стена, 5 – анкер, 6 – ригель фахверка, 7 – основные стойки фахверка, 8 – вспомогательные стойки фахверка.
9. Вертикальные связи жесткости, их назначение и конструктивные особенности.
Пространственную жесткость каркаса обеспечивают защемленные в фундаментах колонны, жесткий диск покрытия и система стальных связей (вертикальных и горизонтальных).
В поперечном направлении вертикальные связи не могут быть установлены, так как они препятствовали бы технологическому процессу. Поэтому пространственную жесткость каркаса в поперечном направлении обеспечивают колонны (по расчету) и диск покрытия, распределяющий местные горизонтальные нагрузки между колоннами.
В продольном направлении общую устойчивость каркаса в целом обеспечивают вертикальные крестовые или портальные металлические связи по колоннам. В зданиях с мостовыми кранами такие связи устраиваются всегда и размещаются в одном шаге каждого ряда колонн посредине температурного блока на высоту от пола до низа подкрановых балок (рис. 1.7, поз. 6). Эти связи рассчитываются на действие ветровых нагрузок, приложенных к торцовым стенам, и продольных тормозных нагрузок от мостовых кранов. В бескрановых зданиях небольшой высоты (Н < 9,6 м) связи по колоннам могут не устанавливаться.
Рис. 1.7. Виды связей в одноэтажных промышленных зданиях: 1 — колонна; 2 — ригель; 3 — диск покрытия; 4 — вертикальные связи-фермы; 5 — распорки; 6 — вертикальные связи по колоннам
При высоте опорных частей ригелей более 800 мм, например в зданиях с плоской кровлей, между ними устанавливают вертикальные связи-фермы, располагаемые в крайних ячейках температурного блока, а поверху каждого продольного ряда колони — стальные распорки (рис. 1.7, поз. 4, 5). Связи-фермы имеют номинальную длину 6 либо 12 м и высоту, равную высоте ригеля на опоре. Необходимость устройства таких связей обусловлена тем, что горизонтальная сила от ветровой и крановой нагрузок, приложенная к покрытию, может вызвать деформацию ригелей поперечных рам (стропильных балок или ферм) из плоскости. Следовательно, назначение этих связей-ферм и распорок — передать продольные горизонтальные усилия с диска покрытия на колонны и, в конечном счете, на вертикальные связи по колоннам.
При высоте опорных узлов ригелей покрытия не более 900 мм и наличии жесткого опорного ребра вертикальные связевые фермы и распорки допускается не ставить, однако в этом случае сварные швы в сопряжении ригеля с колонной должны быть расчетными.
Рис. Узел крепления вертикальной связи к колонне. А)крестовые связи; Б) портальные связи.
studfiles.net
Фахверк торцевой стены промышленного здания это, фаферки – что это такое
Фахверк, устанавливаемый в плоскости продольных стен здания, называется продольным фахверком. Фахверк, устанавливаемый в плоскости стен торца здания, называется торцевым фахверком.
1234
Торцовый фахверк состоит из вертикальных стоек, которые устанавливаются через 6 или 12 м. Верхние концы стоек в горизонтальном направлении опирают на поперечную связевую ферму в уровне нижних поясов стропильных ферм.
Чтобы не препятствовать прогибу стропильных ферм от временных нагрузок, опирание стоек фахверка осуществляется с помощью листовых шарниров, представляющих собой тонкий лист t=(8 10мм) шириной 150 200мм, который в вертикальном направлении легко изгибается, не препятствуя прогибу фермы; в горизонтальном направлении он передает усилие. К стойкам фахверка крепят ригели для оконных проемов; при большой высоте стоек в плоскости торцевой стены ставят распорки, уменьшающие их свободную длину.
Стены из кирпича или бетонных блоков устраивают самонесущими, т.е. воспринимающими весь свой вес, и только боковая нагрузка от ветра передается стеной на колонну или стойку фахверка.
Стены из крупнопанельных ж/б плит устанавливаются (навешиваются) на столики колонн или фахверковых стоек (один столик через 3 – 5 плит по высоте). В этом случае фахверковая стойка работает на внецентренное сжатие.
Особенности расчета поперечных рам.
Для расчета рамы необходимо наметить ее расчетную схему, собрать действующие на раму нагрузки, произвести статический расчет и выявить комбинации наибольших расчетных усилий. По этим комбинациям подбирают сечения элементов рамы.
Для расчета рамы ее конструктивную схему надо привести к расчетной.
Оси стоек в расчетной схеме совмещают с центрами тяжести сечений надкрановой и подкрановой частей колонн. В колоннах крайнего ряда центры тяжести сечений верхней и нижней частей лежат не на одной оси, и поэтому стойка в расчетной схеме имеет уступ с эксцентриситетом е. Расчетная ось ригеля рамы совмещается с нижним поясом стропильной фермы. При расчете статически неопределимых систем требуется знать жесткости EI элементов или при одном и том же модуле упругости E – соотношение моментов инерции. Этими моментами инерции предварительно задаются на основе прикидочных расчетов или ранее запроектированных аналогичных рам. Обычно соотношения моментов инерции элементов рамы находятся в пределах .
Отклонение в соотношениях жестокостей элементов рамы до 30 % мало отражается на расчетных усилиях в раме, поэтому, если после подбора сечений элементов фактические соотношения моментов инерции отличаются от первоначально принятых не более чем на 30 %, перерасчет рамы можно не производить.
Нагрузки на раму собирают раздельно по видам (от собственного веса конструкций, снега, ветра, кранов и т.д.). От каждой нагрузки определяют усилия и затем составляют их самые невыгодные сочетания. Установив с допустимыми упрощениями расчетную схему рамы, ее расчет на отдельные загружения выполняют или непосредственно способами строительной механики (метод сил, перемещений, распределения моментов) или практическими методами и использование таблиц, формул, графиков или с помощью ЭВМ.
При расчете поперечных рам учитывается пространственная работа каркаса. Смещения рам, входящих в систему каркаса, отличаются от смещения отдельно стоящих рам, нагруженных также. Продольные элементы каркаса (связи, тормозные конструкции подкрановых балок, кровля) для загруженной рамы являются: горизонтальными, упругими опорами; воспринимают часть нагрузки и передают ее на соседние рамы. В результате этого горизонтальные смещения рамы становятся меньше.
Конструкции покрытия.
Покрытие производственного здания состоит из кровельных (ограждающих) конструкций, несущих элементов (прогонов, ферм, фонарей), на которые опирается кровля, и связей по покрытию, обеспечивающих пространственную неизменяемость, жесткость и устойчивость всего покрытия и его отдельных элементов.
В конструкциях покрытия наибольшее распространение получили два конструктивных решения: с применением продольных прогонов и без них. В первом случае по стропильным фермам укладывают с шагом 1,5 или 3 м легкие несущие элементы – прогоны, на которые опираются мелкоразмерные кровельные плиты; во втором – непосредственно на фермы кладут крупноразмерные плиты или панели, совмещающие функции прогонов и плит.
Ii.
Фахверк (дополнительный каркас)
Покрытия с прогоном.
Наиболее простыми прогонами являются балки из прокатных швеллеров или двутавров (в том числе и перфорированных) при шаге строительных ферм до 6 м. Прогоны устанавливают на верхний пояс фермы в ее узлах.
Кровельные покрытия бывают теплыми (с утеплением) в отапливаемых производственных зданиях и холодными без утеплителя (для неотапливаемых зданий, а также горячих цехов, имеющих избыточные тепловыделения от технологических установок).
Для теплых кровель в качестве несущих элементов, укладываемых по прогонам применяют стальной профилированный настил из оцинкованной листовой стали. Применяются также мелкоразмерные асбоцементные, армоцементные, керамзитобетонные плиты, а также трехслойные панели, состоящие из двух металлических листов, между которыми расположен утеплитель.
Холодные кровли выполняют из волнистых алюминиевых, стальных, или асбоцементных листов.
В горячих цехах целесообразна кровля из плоских стальных листов.
Сплошные прогоны, расположенные на скате кровли, работают на изгиб в двух плоскостях.
Хотя при небольших уклонах кровли qy невелика, вследствие малой жесткости прогона относительно оси y-y напряжения от нее получаются большими. Чтобы уменьшить изгибающий момент от скатной составляющей, прогоны раскрепляют тяжами из круглой стали d=18 22мм, уменьшающими расчетный пролет прогона в плоскости ската.
Тяжи ставят между всеми прогонами, за исключением конькового. Составляющие нагрузки на прогон qy и qx в зависимости от угла наклона ската кровли
qx= qy×cos ; qy= q×sin .
Значение изгибающих моментов в плоскости меньшей жесткости прогона зависят от числа тяжей. При шаге ферм 6м ставят 1 тяж, при шаге 12 м или крутом скате ставят 2 тяжа.
Изгибающий момент в плоскости ската определяется как в неразрезной двух или трех пролетной балке.
Максимальные напряжения в прогоне от совместного действия изгиба в двух плоскостях
Прочность прогонов разрешается проверять с учетом развития пластических деформаций
Если кровельный настил крепится к прогонам жестко и образует сплошное полотнище, то скатная составляющая будет восприниматься самим полотнищем кровли. В этом случае необходимость в тяжах отпадает, и прогоны можно рассчитывать только на нагрузку qx. Общую устойчивость прогонов не проверяют. Прогиб прогонов проверяют от нормативной нагрузки только в плоскости его большей жесткости. Он не должен превышать 1/200 пролета.
При шаге ферм 12 м применение сплошных прогонов увеличивает расход стали. В этом случае применяют сквозные прогоны.
Сквозные прогоны рассчитывают как фермы с соответствующей системой решетки и неразрезным верхним поясом. Верхний пояс прогонов работает на сжатие с изгибом в одной плоскости, если нет скатной составляющей нагрузки, или в двух плоскостях. Остальные элементы испытывают продольные усилия.
Беспрогонное покрытие.
Для беспрогонного покрытия широкое распространение получили различного вида крупнопанельные унифицированные железобетонные плиты шириной 1,5 и 3м и длинной 6 и 12м.
Недостатком крупногабаритных ж/б плит является их большой собственный вес.
Стремление облегчить теплую крупнопанельную кровлю приводит к поиску других конструктивных решений панелей с применением гнутых профилей, профилированного настила, алюминия, легких утеплителей.
В последнее время находят применение металлические панели шириной 1,5 и 3 м и длинной 6 и 12 м. Вес таких панелей в 4-5 раз меньше железобетонных. По сравнению с кровлей по прогонам металлические панели более индустриальны.
Для холодных кровель крупноразмерные панели применяются чаще, поскольку их конструкция довольно проста.
Панели с использованием алюминиевых сплавов отличаются малой массой и высокой коррозионной стойкостью. Однако из-за высокой стоимости алюминия их применение требует обоснования.
Подкрановые конструкции.
Комплекс подкрановых конструкций включает в себя подкрановые балки, тормозные балки, крепления балок к колоннам, крановый рельс с креплениями его к подкрановой балке и крановые упоры в торцах здания.
Основные несущие элементы подкрановых конструкций – подкрановые балки могут иметь различную конструктивную форму.
Наиболее часто применяются сплошные подкрановые балки как разрезные, так и неразрезные.
Разрезные подкрановые балки проще в монтаже, нечувствительны к осадке опор, но имеют повышенный расход стали.
Неразрезные балки на 12 15% экономичнее по расходу стали, но более трудоемки при монтаже. Кроме того при осадке опор в них возникают дополнительные напряжения.
При легких кранах ( ) и больших шагах колонн целесообразны решетчатые подкрановые балки с жестким верхним поясом.
Их применение позволяет снизить расход стали по сравнению с разрезными сплошными балками на 15 20%. К недостаткам решетчатых балок относятся большая трудоемкость изготовления и монтажа и более низкая долговечность при кранах тяжелого режима работы.
При больших пролетах (шаг колонн 24м и более) и кранах большой грузоподъемности применяются подкраново-подстропильные фермы, объединяющие в себе подкрановую балку и подстропильную ферму.
Экономичность таких конструкций возрастает с увеличением шага колонн. Однако такие фермы сложны в изготовлении и монтаже.
Работа подкрановых конструкций происходит в очень тяжелых условиях: вертикальное давление катков мостовых кранов достигает весьма больших значении (до 600 800кН) и прикладывается в виде движущейся сосредоточенной силы, что требует обеспечения повышенной надежности всей верхней части балки.
При торможении, а так же из-за перекосов моста крана при движении, непараллельности крановых путей возникают существенные горизонтальные нагрузки Т, для восприятия которых устраивают специальную тормозную конструкцию (балку или ферму).
Из-за внецентренного приложения вертикальных нагрузок F (при случайных смещениях рельса с оси подкрановой балки) и поперечных горизонтальных нагрузок Т, приложенных в уровне верха рельса, на верхний пояс балки действует дополнительный крутящий момент, вызывающий изгиб стенки.
Вертикальные и горизонтальные нагрузки от кранов носят динамический характер и часто сопровождаются рывками и ударами. Основными повреждениями подкрановых балок являются трещины в верхнем поясном шве и околошовной зоне, повреждения швов крепления тормозных конструкций к подкрановым балкам, повреждения элементов узлов, крепления балок к колоннам.
1234
stroyvolga.ru