Компоновка конструктивной схемы здания

1.1. Размещение колонн, фахверков в плане и конструкции заполнения проёмов.

Размещение колонн в плане принимают в соответствии с пролётом и шагом несущих конструкций по заданию. Привязку наружной грани колонн к продольной разбивочной оси в зданиях без мостовых кранов принимают, как правило, нулевой (рис. 1а). Привязку к поперечным разбивочным осям – центральной (рис. 1б). У торцов здания колонны обычно смещаются с поперечной разбивочной оси на 500 мм внутрь здания для возможности использования ограждающих панелей с одинаковой длиной (рис. 1 в).

Рис. 1.

Незначительное линейное расширение древесины от изменения температуры позволяет в зданиях с деревянными конструкциями отказаться от устройства температурных швов.

Фахверк служит для поддержания стенового ограждения и восприятия (с последующей передачей на фундаменты) ветровой нагрузки. Стойки фахверка устанавливают вдоль наружных стен при длине панелей, меньших шага колонн. В торцах здания обязательно устанавливаются стойки. Сечение стоек либо прямоугольное (клеедеревянные), либо двутавровое (металлические).

Стойки торцевого фахверка шарнирно соединяются с фундаментами и с верхним поясом стропильной конструкции. При этом верхний узел опирания стоек должен допускать свободное вертикальное перемещение ригеля относительно фахверка, с тем чтобы нагрузка от ригеля не передавалась на стойки фахверка.

Оконные проёмы заполняют, как правило, деревянными или деревянно-алюминиевыми остекленными переплётами. Переплёты устанавливают в оконные проёмы, номинальные размеры которых должны быть кратными 1500 или 200 мм (1; 1,5; 2; 3; 4 и 6 м) и кратными по высоте 1200 и 1800 мм.

Размеры ворот производственных зданий также стандартизированы. Для автомобильного транспорта размеры проёмов приняты 3´3 м, для железнодорожного транспорта – 4,7´5,6 м (больший размер по высоте).

Связи

Плоские несущие конструкции предназначены для восприятия нагрузок, направление которых совпадает с плоскостью несущей системы. Однако имеется ряд силовых воздействий (ветер, тормозные усилия кранового оборудования, сейсмические, монтажные и аварийные усилия), направление действия которых не совпадает с плоскостью несущей системы, и восприятие их требует закрепления конструкций из плоскости несущей системы. Для этой цели применяют специальные связи, которые представляют собой плоские неизменяемые системы, расположенные в горизонтальных, вертикальных или наклонных плоскостях.

Связи подразделяются на связи по покрытию и связи между колоннами каркаса в продольном направлении здания.

Связи по покрытию, создавая общую пространственную жесткость каркаса, обеспечивают:

- устойчивость стропильной конструкции и её сжатых элементов из плоскости поперечной рамы здания;

- восприятие передающихся через фахверковые стойки горизонтальных нагрузок от ветрового давления, действующего на торцевые самонесущие стены;

- заданную геометрию каркаса и удобство монтажа.

При наличии в здании подвесного или мостового подъемно-транспортного оборудования связи по покрытию служат для перераспределения крановых нагрузок, приложенных к одной раме, на соседние рамы и для перераспределения крановых нагрузок, приложенных к одной раме, на соседние рамы и для восприятия продольных сил торможения.

В покрытиях зданий, выполняемых в построечных условиях, для этих целей может быть использована жесткая конструкция крыши (например, двойной перекрестный настил, сборно-щитовая конструкция с диагональными элементами).

При отсутствии жесткого ската крыши связевая система покрытия образуется из поперечных связевых ферм, вертикальных связей между ними и продольных элементов (распорок).

Поперечные связевые фермы располагаются по торцевым секциям здания или во второй от торца секции и по промежуточным секциям не реже, чем через 30 м. Поясами их являются верхние пояса стропильных конструкций, а роль стоек, соединяющих элементы жесткости и стропильные конструкции, обычно должны выполнять прогоны или продольные ребра плит покрытия. Включение клеефанерных плит в работу как продольных элементов связей допустимо при условии обеспечения восприятия усилий, возникающих в сопряжениях плит со стропильными конструкциями. Поскольку в курсовом проекте не предусматривается расчета крепления панелей к верхнему поясу стропильных конструкций, то рекомендуется в качестве продольных элементов связей устанавливать специальные распорки, которые устанавливаются на всю длину здания. К элементам покрытия добавляется только решётка, которая выполняется деревянной раскосной или перекрёстной, работающей на сжатие, либо перекрёстной, работающей на растяжение.

Связевые фермы закрепляют верхние пояса стропильных конструкций на опорах, в коньке и в промежуточных точках, что повышает их устойчивость из плоскости рамы, уменьшая расчетную длину стропильных конструкций до расстояния между узлами связевых ферм.

Кроме связевых ферм устраиваются вертикальные связи по покрытию, обеспечивающие вертикальное положение стропильных конструкций. При использовании в качестве стропильных конструкций балок вертикальные связи располагаются в опорных сечениях и в середине пролёта.

Схемы связей по покрытию зависят от геометрических размеров и могут быть такими, как показано на рис. 2. При этом должно соблюдаться условие, что угол a = 35° – 45°. Схемы 2а и 2б используются преимущественно для поперечных связевых ферм, а схема 2в – для вертикальных связей.

а)

б)

в)

Рис. 2.

Система связей между колоннами обеспечивает во время эксплуатации и монтажа геометрическую неизменяемость каркаса; воспринимает горизонтальную нагрузку, действующую в продольном направлении, а также устойчивость колонн из плоскости поперечных рам. Эти связи выполняются в виде подкосов (рис. 2а) или крестов (рис. 2б) и располагаются в местах устройства жестких блоков покрытия. Если при проверке устойчивости колонны из плоскости рамы ее жесткости окажется недостаточно, свободная высота колонны уменьшается постановкой горизонтальных распорок (рис. 2в). Поверху ряд колонн связан обвязочным брусом, выполняющим роль распорки.

а)

б)

в)

Рис. 3.