8. Подстропильные конструкции. Фахверковые колонны и их назначение.
Подстропильные конструкции служат для опирания основных несущих конструкций покрытия в тех случаях, когда шаг колонн превышает шаг балок или ферм покрытия (рис. 232,а).
Железобетонные подстропильные конструкции устраивают в виде балок постоянной или переменной высоты или в виде цельных или составных ферм.
Основные несущие конструкции покрытия опирают на подстропильные конструкции аналогично опиранию их на колонны каркаса.
Подстропильные балки и фермы крепят к колоннам каркаса сваркой закладных стальных деталей.
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.
Колонны применяются в торцовых фахверках и фахверках продольных стен одноэтажных промышленных зданий, имеющих самонесущие или ненесущие стены из панелей длиной 6 или 12 м или кирпичные самонесущие стены. Внутренняя грань панельных стен располагается с зазором 30 мм по отношению к наружной грани колонн.
Колонны типа I имеют постоянное, поперечное сечение высотой h1=300 мм. Верхний конец таких колонн располагается в зазоре между торцовой стеной и пристенной балкой покрытия и крепится к верхнему поясу балки с помощью монтажной детали М-32.
Колонны типа II имеют переменное сечение. Верхняя часть колонн также имеет высоту сечения 800 мм, и верхний конец таких колонн крепится к покрытию, как описано выше. Нижний конец колонн во всех случаях крепится к фундаменту шарнирно. Для этого поверх фундамента устанавливается строго по осям и по уровню (при помощи анкерных болтов и цементной подливки) стальной лист М-30. Колона свободно устанавливается на этот лист и приваривается к нему с помощью своих закладных деталей М-31.Колонны армируются пространственными сварными каркасами. В колоннах предусмотрены закладные детали следующего назначения; лист М-8 в верхнем торце колонн для крепления их верхнего конца, уголки М-31 для крепления колонны к фундаменту.
9. Связи жестокости их назначение и конструктивные особенности.
Связи. Связи могут быть вертикальные и горизонтальные и имеют следующее назначение: 1) обеспечить жесткость покрытия в целом, 2) придать устойчивость сжатым поясам ригелей поперечных рам, 3) воспринять ветровые нагрузки, действующие на торцы здания, 4) воспринять тормозные усилия кранов. Система связей во взаимодействии с основными элементами каркаса обеспечивает пространственную жесткость здания.
Вертикальные связи устанавливают между колоннами и в покрытии.
Вертикальные связи между колоннами обеспечивают жесткость колонн каркаса в продольном направлении. Их устраивают в каждом продольном ряду, в середине температурного блока, ограниченного температурными швами или торцом здания.
Вертикальные связи между колоннами бывают крестовые и портальные (рис. 233).
Крестовые связи (рис. 233, а) применяют при шаге колонн 6,0—12,0 м и высоте до головки подкранового рельса 6,15 — 12,65 м, портальные — при шаге колонн 12,0 и 18,0 м и высоте до головки подкранового рельса 8,15— 14,65 м (рис. 233, б).
При портальных связях легче организовать пропуск транспорта.
Вертикальные связи изготовляют из прокатных профилей на сварке (рис. 233, в). Для их крепления в колоннах предусматривают дополнительные закладные детали.
Для восприятия сил, возникающих при торможении кранов, а также действия ветра на торец здания в крайних пролетах температурного блока между несущими конструкциями покрытия устанавливают вертикальные связи. Связи имеют вид диафрагм, которые прикрепляют к поясам балки или фермы покрытия и к верху колонн.
Во всех средних пролетах блока в уровне верха колонн ставят распорки.
Горизонтальные связи устанавливают по нижнему и верхнему поясам основных несущих конструкций покрытия.
Горизонтальные связи, устанавливаемые по нижнему поясу, служат для создания пространственного блока из двух несущих конструкций покрытия, расположенных по торцам здания. Такой пространственный блок воспринимает ветровую нагрузку на торец здания и уменьшает величины изгибающих моментов, действующих на торцевую стену.
Горизонтальные связи по нижнему поясу выполняют в виде крестовых элементов из прокатной стали и устанавливают на двух крайних ригелях покрытия; в результате образуется так называемая ветровая ферма. Опорные давления горизонтальной связевой фермы передаются распорками вертикальных связей на все колонны температурного блока и дальше на фундамент.
Роль горизонтальных связей по верхнему поясу ригелей поперечных рам при беспрогонном решении выполняют крупнопанельный плиты покрытия, прикрепленные сваркой к ригелям. Они обеспечивают устойчивость сжатого пояса ригеля из своей плоскости. При наличии фонарей сжатый пояс ригеля имеет свободную длину, равную ширине фонаря. Если ширина сжатого пояса ригеля невелика, может произойти потеря его устойчивости. Для предупреждения этого в пределах фонаря устраивают горизонтальные связи в крайних пролетах температурного блока. Эти связи делают крестовыми из прокатной стали и соединяют по коньку стальными тяжами или железобетонными распорками. Тяжи работают на растяжение, а распорки — на сжатие.
Если фонарь не доходит до торца температурного блока, то устраивать связи по верхнему поясу ригелей крайнего пролета нет необходимости — железобетонные панели покрытий этого пролета сами выполняют функцию связей.
При прогонной системе покрытия его жесткость в горизонтальной плоскости оказывается меньшей, чем при беспрогонной системе, поэтому в целях повышения жесткости покрытия в крайних пролетах температурных блоков по всей ширине устраивают горизонтальны связи крестовой системы, располагаемые под прогонами.
Фонарные фермы объединяют в жесткий пространственный блок путем устройства системы стальных связей: вертикальных — по крайним стойкам фонарных ферм в плоскости остекления и горизонтальных — в плоскости покрытия фонаря.