Сетка колонн

Шаг колонн и пролет

При проектировании стального каркаса цеха необходимо прежде всего наметить так называемую сетку колонн, т. е. расположение колонн в плане — пролеты и шаг колонн, расстояние между колоннами вдоль цеха. В целях наибольшей повторяемости конструкций шаг колонн следует назначать постоянным, кратным какой-либо определенной величине, называемой модулем.

Модульная система, предусматривающая соизмеримость основных размеров сооружений и их элементов, является основой для унификации и типизации конструкций.

Для одноэтажных промышленных зданий в качестве основного модуля принят размер 3 м. В соответствии с этим, согласно НиТУ 133-55, рекомендуется принимать пролеты длиной до 18 м кратными 3 м, а более 18 м — кратными 6 м.

Расстояния между осями колонн в продольном направлении (шаг колонн) рекомендуется принимать кратными 6 м. В результате проведенных исследований и накопленного практического опыта проектирования установлено, что для цехов с мостовыми кранами шаг колонн, равный 6 м, близок к оптимальному. Поэтому этот шаг и принимается в большинстве цехов (где технологические условия не требуют большего шага).

Однако при большой высоте здания шаг колонн выгодно увеличивать до 12 м, устраивая подстропильные фермы (в этом случае увеличение шага почти не влияет на вес конструкций).

Размеры пролетов в первую очередь зависят от технологического процесса проектируемого цеха и необходимой в связи с этим маневренностью кранов. Однако при проектировании многопролетных цехов может встать вопрос об оптимальной величине пролетов.

Особое значение при разбивке сетки колонн приобретает увязка ее с технологией производства проектируемого цеха, обусловленная сохранением принятых модулей шага и пролета. Здесь следует обратить внимание на необходимость увязки фундаментов колонн с подземным хозяйством (каналами, фундаментами под оборудование, печами и т. д.), а также на устройство железнодорожных въездов, требующих определенных габаритов.

Температурные швы

Общая длина и ширина цеха определяются технологическими условиями. Если здание имеет большие размеры по длине или ширине, появляется опасность значительных деформаций его отдельных элементов в результате изменения температуры летом и зимой.

Величина температурной деформации равна ∆ = αlt, где α — коэффициент линейного расширения стали (α = 0,000012), l — длина, t — разность температур. На фигуре показано нарастание деформаций колонн цеха от центра здания к краям, вызванных повышением температуры.


Температурные деформации колонн

Температурные деформации колонн


Длинные цехи следует разделять на отдельные блоки (отсеки), устраивая между ними температурные швы. Расстояния между температурными швами в стальных сооружениях, при которых, согласно НиТУ, можно не учитывать температурных воздействий, не должны превышать: в конструкциях отапливаемых зданий 150 м; в конструкциях неотапливаемых зданий и зданий горячих цехов 120 в конструкциях открытых эстакад 90 м.

При сборных железобетонных колоннах температурные швы устраиваются не реже чем через 60 м, в самонесущих кирпичных стенах — через 40 — 60 м.

Осуществление температурных швов в каркасах промышленных зданий лучше всего производить путем постановки двойных поперечных рам (на общем фундаменте), т. е. двойных колонн по каждому ряду и соответственно двух стропильных ферм и т. д., другими словами, проектировать как бы отдельно стоящие здания-блоки.

При этом, согласно «Основным положениям по унификации конструкций производственных зданий» ось температурного шва совмещается с разбивочной осью, а оси колонн смещаются от оси температурного шва на 500 мм (фиг. 185 и 187). Такое решение позволяет осуществить стены из стандартных сборных стеновых блоков.

Однако в отдельных случаях, по условиям размещения оборудования, может быть допущено устройство температурных швов со вставкой между двойными рамами дополнительного отрезка. В этом случае оси колонн совпадают с осями рядов.

Устройство температурных швов путем продольно подвижного примыкания элементов конструкций (осуществляемого, например, при помощи овальных отверстий), как показала практика эксплуатации, недостаточно надежна.

«Проектирование стальных конструкций»,
К.К.Муханов