5.4.3. Промышленные здания с металлическим каркасом

При проектировании металлического каркаса промышленного здания выбор расчетной схемы зависит от сопряжения ригелей с колоннами и колонн с фундаментами.

Каркас одноэтажного промышленного здания представляет собой пространственную систему. Основой каркаса является поперечная рама, состоящая из ригелей и колонн. Колонны, как правило, проектируют жестко защемленными в фундаментах и жестко или шарнирно соединенными с ригелями.

Для сопряжения стальной колонны с фундаментом в нижней части колонны устраивается база. При нагрузках до 3000 кН база может проектироваться в виде опорной плиты, соединяемой с фундаментом анкерными болтами. При больших нагрузках базу усиливают ребрами или траверсами.

Если база колонны соединена с фундаментом двумя анкерными болтами, соединение считается шарнирным; возможен условный поворот колонны на опоре. Рекомендуется для крепления базы колонны к фундаменту предусматривать не менее четырех анкерных болтов. При этом возникает защемление колонны в фундаменте и упрощается монтаж конструкций.

В однопролетных промышленных зданиях и зданиях большой высоты рекомендуется жесткое соединение ригелей с колоннами. Это позволяет повысить поперечную жесткость здания и обеспечить нормальную работу мостовых кранов.

В одноэтажных многопролетных зданиях может проектироваться как жесткое, так и шарнирное соединение ригелей с колоннами. Выбор типа соединения, как правило, зависит от несущих конструкций покрытия. Стропильные фермы трапецеидального очертания позволяют осуществлять жесткое соединение с колоннами. Соединение треугольных ферм с колоннами устраивается шарнирным.

При проектировании стальных конструкций зданий и сооружений выбирают следующие расчетные модели [10]:

1. отдельные конструктивные элементы (например, растянутые и сжатые стержни, балки, стойки и колонны сплошного сечения и др.);

2. плоские или пространственные системы, раскрепленные (несвободные);

3) плоские или пространственные системы, нераскрепленные (свободные);

4) листовые конструкции (оболочки).

Системы считаются раскрепленными, если конструкция раскрепления не менее чем в пять раз уменьшает горизонтальные перемещения системы. Расчет раскрепленных систем может выполняться путем расчета отдельных элементов с учетом их взаимодействия между собой и с основанием. При расчете нераскрепленных конструкций, кроме проверки отдельных элементов, следует проверять достижение предельного состояния системой в целом.

5.5. Расчетные схемы каменных и армокаменных конструкций

В зданиях с каменными стенами вертикальные и горизонтальные конструкции образуют пространственную систему, элементы которой воспринимают действующие на здание нагрузки.

Распределение усилий между элементами здания зависит от:

- жесткости перекрытий (материала, конструкции и длины участков перекрытий между поперечными вертикальными конструкциями);

- толщины и высоты стен;

- наличия проемов в стенах;

- материалов кладки;

- соединений между конструктивными элементами здания.

Конструктивные схемы зданий с каменными стенами могут быть жесткими или упругими.

Здания с жесткой конструктивной схемой имеют жесткие (неподвижные) горизонтальные опоры в виде перекрытий, опирающихся на поперечные стены или другие конструкции. При этом расстояние между поперечными стенами не должно превышать значений, указанных в табл. 19 [11].

Таблица 19.

Тип покрытий и перекрытий	Расстояние между поперечными жесткими конструкциями, м, при группе кладки
	I	II	III	IV
А) Железобетонные сборные замоноличенные и монолитные	54	42	30	-
Б) Из сборных железобетонных настилов (см. примечание 3) и из железобетонных или стальных балок с настилом из плит или камней	42	36	24	-
В) Деревянные	30	24	18	12

Жесткую конструктивную схему имеют жилые дома и большая часть общественных зданий.

В зданиях с упругой конструктивной схемой расстояния между поперечными стенами или другими жесткими опорами для перекрытий и покрытий превышают указанные в табл. [20] при отсутствии ветровых связей.

Независимо от расстояния между поперечными конструкциями к упругим опорам относятся покрытия из легких конструкций (например, из асбестоцементных плит), опирающихся на металлические или железобетонные фермы, прогоны, балки.

Упругую конструктивную схему имеют производственные, складские, сельскохозяйственные здания и некоторые общественные здания.