Компьютерне дослідження конструктивних варіантів злегшених покриттів промислових будівель зі сталевим каркасом, страница 2

Всі відомі типові конструктивні рішення промислових будівель із застосуванням ЛМК розроблені для  будівель з жорстко визначеними показниками:

-   максимальний прогін будівлі -  до30м, при наявності промислових будівель прогонами 36м і більше;

-   кількість прогонів  - від одного до трьох, без врахування можливого блокування декількох поздовжніх і поперечних прогонів;

-   спирання легких ферм на колони -  шарнірне, без розробки можливих варіантів  жорсткого поєднання ферм покриття з колонами на твердих та скальних ґрунтах основи (при жорсткій схемі зусилля в елементах рами розподіляються більш рівномірно, що забезпечує значну економію сталі);  

-   в якості утеплювача в конструкціях покриття  передбачаються жорсткі та напівжорсткі мінераловатні плити з об’ємною вагою до 250кг / м³, при наявності сучасних ефективних утеплювачів щільністю 40 - 50кг/м³;

-  розстановка кроквяних ферм - 4м, при кроці колон крайніх рядів 6м, середнього ряду – 12м, що призводить до необхідності встановлення підкроквяних ферм як по середніх, так і по крайніх рядах колон. При кроці ферм покриття 6м відпадає необхідність в підкроквяних фермах, що також забезпечує значну економію сталі.

Формулювання мети досліджень, що висвітлюється в статті.

Метою досліджень, наведених у магістерській роботі, є виявлення оптимального варіанту конструктивної схеми багатопрогонової промислової будівлі з прогонами більше 30м зі стандартними кроками колон 6 та 12м із застосуванням ЛМК та легких сучасних утеплювачів покриття в комплексних панелях настилу. Дослідження виконуються шляхом складання декількох варіантів математичних моделей і аналізу комп’ютерних статичних розрахунків варіантів розрахункових схем цих моделей.

Виклад основного матеріалу дослідження.

Конструктивна та розрахункові схеми досліджуваних математичних моделей представлені нижче на рис.1,2 та 3.

Рис.1.План цеху в традиційних конструкціях

Рис.2. Поперечний розріз в традиційних конструкціях

Рис.3. Поперечний розріз в легких металевих уонструкціях

Настил, закріплений до верхніх поясів кроквяних ферм, передає вертикальне навантаження з покрівлі на кроквяні ферми, розв'язує верхні пояси з площини і виконує роль горизонтальних зв'язків покрівлі, таким чином забезпечується просторова жорсткість покриття і споруди в цілому.

Вертикальні та горизонтальні навантаження від маси покрівлі і кліматичного впливу передаються через кроквяні ферми на колони, зв'язки та фундаменти. Спирання кроквяних ферм на колони приймається в двох варіантах: шарнірним та жорстким. Кроквяні ферми запроектовані із замкнутих гнутозварних профілів з паралельними поясами з ухилом 1,5 %, трикутною решіткою. Висота ферм по зовнішніх гранях  поясів  - 2000мм, відстань між вузлами по верхньому поясу 3000мм. Ферми прогоном 36м виготовляються з чотирьох відправочних марок. Монтажні вузли кроквяних ферм виконуються на фланцях болтами нормальної точності. Зменшення кількості сталі в порівнянні з традиційними кутиковими вирішеннями на 15% здійснюється за рахунок використання ефективного замкнутого  тонкостінного коробчастого профілю, безфасоночного кріплення решітки до поясів, використання безпрогонового спирання настилу на ферми (Рис. 4 та 5).

Рис.4. Збірний елемент ферми з ЛМК

Рис.5. Вузли поєднань стержнів решітки і поясів ферми з ЛМК

Крок колон  для крайніх рядів – 6м , для середніх 12м . Підкранова і надкранова частини колони приварені встик до полиць горизонтально розміщеного двотавра, що створює підкранові колони. Для забезпечення точності установки анкерних болтів і вивірки їх в горизонтальному та вертикальному напрямках анкерні болти рекомендується установлювати у вигляді уніфікованих жорстких блоків. При монтажі колони установлюються на раніше вивірені нижні гайки та шайби опорної плити колони. Остаточне закріплення колони виконується верхніми гайками та шайбами. Для вертикальних зв'язків передбачені фасонки, які приварюються до колони на монтажі для зменшення кількості марок колон. Зв'язки запроектовані з гнутозварних профілів, кріплення передбачене на болтах.