Колонны промышленных зданий

Типы стальных колонн одноэтажных производственных зданий

В каркасах одноэтажных производственных зданий применяются стальные колонны трех типов: постоянного по высоте сечения, переменного по высоте сечения — ступенчатые и в виде двух стоек, нежестко связанных между собой, — раздельные.

В колоннах постоянного по высоте сечения нагрузка от мостовых кранов передается на стержень колонны через консоли, на которые опираются подкрановые балки. Стержень колонны может быть сплошного или сквозного сечения. Большое достоинство колонн постоянного сечения (особенно сплошных) — их конструктивная простота, обеспечивающая небольшую трудоемкость изготовления.

31. Колонны каркаса промышленных зданий. Типы колонн промышленных зданий.

Эти колонны применяют при сравнительно небольшой грузоподъемности кранов (Q до 15-20 т) и незначительной высоте цеха (Н до 8-10 м).

При кранах большой грузоподъемности выгоднее переходить на ступенчатые колонны, которые для одноэтажных производственных зданий являются основным типом колонн. Подкрановая балка в этом случае опирается на уступ нижнего участка колонны и располагается по оси подкрановой ветви.

В зданиях с кранами, расположенными в два яруса, колонны могут иметь три участка с разными сечениями по высоте (двухступенчатые колонны), дополнительные консоли и т. д.

При кранах особого режима работы либо делают проем в верхней части колонны (при ее ширине не менее 1 м), либо устраивают проход между краном и внутренней гранью верхней части колонны.

Генеральные размеры колонн устанавливаются при компоновке поперечной рамы.

В раздельных колоннах подкрановая стойкa и шатровая ветвь связаны гибкими в вертикальной плоскости горизонтальными планками. Благодаря этому подкрановая стойка воспринимает только вертикальное усилие от кранов, а шатровая работает в системе пoпepeчной рамы и воспринимает все прочие нагрузки, в том числе горизонтальную поперечную силу от кранов.

Колонны раздельного типа рациональны при низком расположении кранов большой грузоподъемности и при реконструкции цехов (например, при расширении).

а – постоянного сечения

б, в – переменного сечения ступенчатые (с одним уступом)

г – ступенчатая раздельного типа

23. Типы сечений стальных колонн одноэтажных производственных зданий.

Типы и размеры сечений внецентренно-сжатых колонн назначают предварительно. В колоннах постоянного се­чения высоту сечения h принимают примерно 1/15l при высоте колонн 10—12 м; 1/18l — при высоте 14—16 м и 1/20l при высоте более 20 м (l — расстояние от верха фундамента до нижнего опорного узла фермы покрытия). В колоннах переменного сечения высоту сечения h2 надкрановой части принимают в пределах 1/8 – 1/12 высоты l (обычно h2=500 мм и реже 750—1000 мм), а высоту се­чения h1, подкрановой части—1/10 – 1/20l в зависимости от высоты l1 и типа сечения (сплошного или сквозного). Сплошное сечение по условиям экономии металла и тру­доемкости изготовления назначают при высоте сечения h до 1 м, сквозные — при h >1,2 м. Некоторые типы по­перечных сечений колонн показаны на рисунке 7.2.

а – в, ж – сплошные, г – з — сквозные

Рисунок 7.2 – Типы сечений внецентренно сжатых колонн

Дата добавления: 2016-10-06; просмотров: 826 | Нарушение авторских прав

Рекомендуемый контект:


Похожая информация:


Поиск на сайте:


содержание   ..  9  10  11  12  13  14  15  16  17  18  19  20  ..

Железобетонные колонны промышленных зданий

Колонны в системе каркаса воспринимают вертикальные и горизонтальные постоянные и временные нагрузки. Для массового индустриального строительства разработаны типовые конструкции сборных железобетонных колонн для зданий с опорными мостовыми кранами и для бескрановых зданий.

КОЛОННЫ ОДНОЭТАЖНЫХ ПРОМЫШЛЕННЫХ ЗДАНИЙ

Железобетонные колонны для зданий с мостовыми кранами имеют консоли для опирания подкрановых балок. Для бескрановых зданий применяют колонны без консолей.

По расположению в системе здания колонны делят на крайние (расположенные у наружных продольных стен), средние и торцовые (расположенные у наружных поперечных (торцовых) стен).

Для бескрановых зданий высотой от 3 до 14.4 м разработаны колонны постоянного сечения (рис. 7). Размеры сечения колонн зависят от нагрузки и длины колонн, их шага и расположения (в крайних или средних рядах) и могут быть квадратными (300х300, 400х400 мм) или прямоугольными (от 500х400 до 800х400 мм). В фундаменты их заглубляют на 750 — 850 мм.

Рис. 7. Типы железобетонных колонн для бескрановых зданий

Для зданий с опорными мостовыми кранами легкого, среднего и тяжелого режимов работы и грузоподъемностью до 300кН разработаны колонны переменного сечения высотой от 8.4 до 14.4 м (рис.8), а для зданий с кранами грузоподъемностью до 500кН – двухветвевые колонны высотой от 10.8 до 18 м (рис.9).

Размеры колонн переменного сечения в подкрановой части составляют от 400х600 до 400х900 мм, в надкрановой – 400х280 и 400х600 мм. Колонны двухветвевые имеют размеры в подкрановой части 500х1400 и 500х1900, а отдельных ветвей – 500х200 и 500х300 мм.

Рис. 8. Типы сплошных железобетонных колонн для зданий с

мостовыми опорными кранами

Рис. 9. Типы двухветвевых железобетонных колонн для зданий

с мостовыми опорными кранами

В зданиях с тремя и более кранами в пролете для безопасности персонала, обслуживающего краны и подкрановые пути, предусматривают сквозные проходные галереи вдоль подкрановых путей в уровне верха подкрановых балок размером 0.4х2.2 м (рис.10).

Рис. 10. Двухветвевые железобетонные колонны

с проходами в уровне крановых путей

В железобетонных колоннах имеются стальные закладные элементы для крепления стропильных конструкций, подкрановых балок, стеновых панелей (в крайних колоннах) и вертикальных связей (в связевых колоннах). В местах опирания стропильных конструкций и подкрановых балок через стальные листы пропущены анкерные болты.

В зданиях с подстропильными конструкциями длину колонн принимают на 600 мм меньше (см рис. 8,9,10).

содержание   ..  9  10  11  12  13  14  15  16  17  18  19  20  ..

Виды колонн одноэтажных промышленных зданий. Назначение закладных деталей

Колонны

Можно изготовить железобетонные колонны  прямоугольного или круглого сечения, разной длины. Поверхность бетона гладкая, грани скруглены. Минимальное сечение колонн, необходимое для установки деталей соединения колонны – балки, составляет 300×300 мм.

ГОСТ 18979-90*** «Колонны железобетонные для многоэтажных зданий. Технические условия»

Огнестойкость колонн таких размеров составляет 2 часа. Железобетон обладает значительным преимуществом перед другими конструкциями, так как хороший показатель огнестойкости позволяет использовать железобетонные колонны в зданиях различного назначения.

Таблица 1. Стандартные размеры колонн

Ширина

мм

Высота

мм

Сечение

мм

Длина

мм

K – колонны прямоугольного сечения 300 — 1200 300 — 600 до 18000
KO – колонны круглого сечения 300 — 800 до 1800

Длина колонны зависит от проектной задумки. По желанию заказчика можно изготовить и сплошную, без соединений, колонну длиной 20 – 24 м, но обычно экономически целесообразно использовать колонны в один этаж. Железобетонные колонны можно изготовить с одним или несколькими короткими консольными выступами для опоры балок перекрытий, кровли, подкрановых балок и т.д.

Таблица 2. Характеристики колонн прямоугольного сечения

Колонны прямоугольного сечения

h
мм

b
мм

Вес
кН/м

300 / 300

300 / 400

400 / 400

400 / 500

500 / 500

500 / 600

600 / 600

Таблица 3. Характеристики колонн круглого сечения

Колонны круглого сечения

Диаметр

мм

Вес

кН/м

Кривые рабочих характеристик колонн, в зависимости от величины осевой нагрузки и изгибающего момента, представлены на графике. Расчеты выполнены для модульных сечений колонн прямоугольного сечения от 3Mx3M (300 x 300 мм) до 6Mx6M , и для колонн круглого сечения от Ø3M до Ø6M. Параметры Nd и Md представляют собой расчетные предельные значения осевой силы и осевого момента в момент разрушения, а это значит, что значения постоянных и переменных воздействий умножаются на соответствующие коэффициенты безопасности.

1 рис. Кривые рабочих характеристик колонн прямоугольного сечения

2 рис. Кривые рабочих характеристик колонн круглого сечения

Колонны крепятся к фундаменту с помощью стаканов, соединяются при помощи выпусков арматурных стержней или анкерных болтов. Первый способ чаще всего применяется в основном для фундамента на хороших грунтах, а второй и третий – на свайном фундаменте. Между собой колонны соединяются механическими (болтовыми) соединениями, которые анкерованы в отдельных сборных элементах, либо с помощью непрерывного армирования в узлах соединения.

Руководство по конструированиию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелого бетона (без предварительного натяжения) – часть 5 — Консоли колонн

Страница 9 из 48

Консоли колонн

3.78. Консоли в колоннах устраивают с целью создания необходимой площадки для опирания различных примыкающих к колонне на разных уровнях конструкций (ферм, подкрановых балок, ригелей, прогонов и пр.).

Консоли могут быть односторонние и двусторонние. Последние следует устраивать в одной плоскости, особенно в сборных колоннах. В случае если консоли на колонне необходимо расположить в перпендикулярных плоскостях или если консоль нужна для опирания элементов, передающих небольшую местную нагрузку (от рабочих площадок, лестниц и т.п.), то такие консоли рекомендуется конструировать в виде стальных столиков, предусматривая в колонне соответствующие закладные детали для их крепления.

При вылете 100 — 150 мм консоль может не иметь вута и конструироваться прямоугольной (рис. 77, а). При вылете более 150 мм консоль должна иметь вут с углом наклона a, принимаемым, как привило, величиной 45° (рис. 77, б).

Ширина консоли должна быть равной ширине колонны. Исключение могут составлять консоли, устраиваемые в широких подколонниках для опирания фундаментных балок. Высота консоли и ее арматура назначаются по расчету. Консоли армируются поперечной и продольной арматурой.

Рис. 77. Короткие консоли колонны

а — прямоугольная консоль; б — консоль с вутом

Железобетонные колонны в промышленных зданиях

Поперечная арматура коротких консолей при сварных и вязаных каркасах колонн конструируется следующим образом (рис. 78):

при h£ 2,5а — в виде наклонных хомутов по всей высоте консоли (рис. 78, а);

при h > 2,5а — в виде отогнутых стержней и горизонтальных хомутов по всей высоте консоли (рис. 78, б);

при h > 3,5а и Q£Rpbh0 — в виде горизонтальных хомутов без отогнутых стержней, которые в этом случае допускается не предусматривать; здесь h0 принимается в опорном сечении консолей.

Во всех случаях шаг хомутов должен быть не более h/4 и не более 150 мм; диаметр отогнутых стержней должен быть не более 1/15 длины отгиба lотг и не более 25 мм. При этом суммарная площадь сечения наклонных хомутов (см. рис. 78, а) и отогнутых стержней (см. рис. 78, б), пересекающих верхнюю половину линии длиной l, соединяющей точки приложения силы Q и сопряжения нижней грани консоли с гранью колонны, должна быть не менее 0,002bh0.

Железобетонные колонны

Железобетонный каркас одноэтажных промышленных зданий

Железобетонный каркас одноэтажных зданий включает систему фундаментов, колонн, стропильных и подстропильных конструкций (если шаг колонн больше шага стропильных конструкций), подкрановых и обвязочных балок, а также связей жесткости. Поперечную раму каркаса образуют колонны, которые жестко связаны с фундаментом и шарнирно со стропильными конструкциями (балками или фермами) верхние пояса которых развязаны системой горизонтальных связей (в прогонных покрытиях) или сплошным плитным покрытием (рис.1).

 
 

Рис. 1. Фрагмент железобетонного каркаса


Фундаменты

По способу возведения фундаменты делят на монолитные и сборные.

Под колонны каркасного здания устраивают, как правило, столбчатые фундаменты с подколонниками стаканного типа, а стены опирают на фундаментные балки. Ленточные и сплошные фундаменты предусматривают редко, как правило, на слабых, просадочных грунтах и при больших ударных нагрузках на грунт технологического оборудования.

Унифицированные монолитные железобетонные фундаменты имеют ступенчатую форму с подколонником стаканного типа для заделки колонн (рис.2).

       
 
   
 

разрез подколонника

Рис.2. Общий вид монолитного фундамента ступенчатой формы с подколонником стаканного типа под крайнюю колонну

Сборные фундаменты экономичнее монолитных, но на них больше расходуется стали. Более легкими и экономичными по расходу стали, являются сборные фундаменты ребристой или пустотной конструкции.

При близком расположении уровня грунтовых вод (УГВ) и при слабых грунтах устраивают свайные фундаменты. Наиболее распространены железобетонные сваи круглого и квадратного сечений. По верху сваи связывают монолитным или сборным железобетонным ростверком, который служит одновременно подколонником.

Подколонник устанавливают на плиту по слою цементно-песчаного раствора. При действии на фундамент изгибающего момента соединение подколонника с плитой усиливают сваркой закладных элементов, а места сварки заделывают бетоном.

Ступени плиты всех фундаментов имеют единую унифицированную высоту 300 мм или 450 мм.

В верхней части подколонника устроен стакан для установки в него колонны. Дно стакана располагают на 50 мм ниже проектной отметки низа колонны для того, чтобы компенсировать подливкой раствора неточности в размерах и заложении фундаментов.

Колонны с фундаментом соединяют различными способами. В основном с помощью бетона. Для обеспечения жесткого закрепления колонны в стакане фундамента на боковых поверхностях железобетонной колонны устраивают горизонтальные бороздки. Зазор между гранями колонны и стенками стакана поверху составляет 75 мм, а по низу стакана 50 мм (рис.2).

Обрез фундамента под железобетонные колонны располагают на отметке -0.15 м, под стальные колонны – на отметках -0.7 м или -1.0 м.

Фундаменты под смежные колонны в температурных швах делаются общими, независимо от числа колонн в узле. Для каждой сборной железобетонной колонны в этом случае устраивают отдельный стакан (рис.3).

 
 

Рис. 3. Монолитные фундаменты железобетонных

колонн в местах устройства деформационных швов

В фундаментах под стальные колонны подколонник делают сплошным (без стакана) с анкерными болтами (рис.4).

а) б)

Рис. 4. Монолитные фундаменты под стальные колонны:

а) колонны постоянного сечения;

б) колонны двухветвевые (сквозного сечения)

Стены каркасных зданий опирают на фундаментные балки, укладываемые между подколонниками фундаментов на бетонные столбики необходимой высоты, бетонируемые на уступах фундаментов (рис. 2). Фундаментные балки имеют тавровое или трапецеидальное поперечное сечение (рис.5). Номинальная длина их составляет 6 и 12 м. Конструктивная длина фундаментных балок выбирается в зависимости от ширины подколонника и местоположения балок. Верхняя грань балок располагается на 30 мм ниже уровня чистого пола.

а) б)

 
 

Рис. 5. Сечения фундаментных балок:

а) для шага колонн 6 м;

б) для шага колонн 12 м

Фундаментные балки устанавливают на подливку из цементно-песчаного раствора толщиной 20 мм. Этим раствором заполняют зазоры между торцами балок и стенками подколонников. По балкам для гидроизоляции стен укладывают 1-2 слоя рулонного водонепроницаемого материала на мастике. Во избежание деформации балок вследствие пучения грунтов снизу и с боков балок предусматривают подсыпку из шлака, песка или кирпичного щебня (рис.6).

 
 

Рис. 6. Деталь цоколя одноэтажного промышленного здания

Железобетонные колонны

Колонны в системе каркаса воспринимают вертикальные и горизонтальные постоянные и временные нагрузки. Для массового индустриального строительства разработаны типовые конструкции сборных железобетонных колонн для зданий с опорными мостовыми кранами и для бескрановых зданий.

Железобетонные колонны для зданий с мостовыми кранами имеют консоли для опирания подкрановых балок. Для бескрановых зданий применяют колонны без консолей.

По расположению в системе здания колонны делят на крайние (расположенные у наружных продольных стен), средние и торцовые (расположенные у наружных поперечных (торцовых) стен).

Для бескрановых зданий высотой от 3 до 14.4 м разработаны колонны постоянного сечения (рис. 7). Размеры сечения колонн зависят от нагрузки и длины колонн, их шага и расположения (в крайних или средних рядах) и могут быть квадратными (300х300, 400х400 мм) или прямоугольными (от 500х400 до 800х400 мм). В фундаменты их заглубляют на 750 — 850 мм.

Рис. 7.

ГОСТ 25628-90 Колонны железобетонные для одноэтажных зданий предприятий. Технические условия

Типы железобетонных колонн для бескрановых зданий

Для зданий с опорными мостовыми кранами легкого, среднего и тяжелого режимов работы и грузоподъемностью до 300 кН разработаны колонны переменного сечения высотой от 8.4 до 14.4 м (рис.8), а для зданий с кранами грузоподъемностью до 500кН – двухветвевые колонны высотой от 10.8 до 18 м (рис.9).

Размеры колонн переменного сечения в подкрановой части составляют от 400х600 до 400х900 мм, в надкрановой – 400х280 и 400х600 мм. Колонны двухветвевые имеют размеры в подкрановой части 500х1400 и 500х1900, а отдельных ветвей – 500х200 и 500х300 мм.

Рис. 8. Типы сплошных железобетонных колонн для зданий с

мостовыми опорными кранами

 
 

Рис. 9. Типы двухветвевых железобетонных колонн для зданий

с мостовыми опорными кранами

В зданиях с тремя и более кранами в пролете для безопасности персонала, обслуживающего краны и подкрановые пути, предусматривают сквозные проходные галереи вдоль подкрановых путей в уровне верха подкрановых балок размером 0.4х2.2 м (рис.10).

 
 

Рис. 10. Двухветвевые железобетонные колонны

с проходами в уровне крановых путей

В железобетонных колоннах имеются стальные закладные элементы для крепления стропильных конструкций, подкрановых балок, стеновых панелей (в крайних колоннах) и вертикальных связей (в связевых колоннах). В местах опирания стропильных конструкций и подкрановых балок через стальные листы пропущены анкерные болты.

В зданиях с подстропильными конструкциями длину колонн принимают на 600 мм меньше (см рис. 8,9,10).

Колонны фахверков

Помимо основных колонн в зданиях предусматривают фахверковые колонны, устанавливаемые в торцах зданий и между основными колоннами крайних продольных рядов при шаге 12 м и длине стеновых панелей 6 м. Предназначены они для восприятия ветровых усилий и массы стен.

Фахверковые колонны шарнирно крепят к фундаменту сваркой закладных деталей колонны и опорного листа, установленного поверху фундамента строго по осям (узел 2, рис.11). Колонны фахверка крепят к конструкциям покрытия с помощью листового шарнира (узел 1, рис.11). Такое соединение обеспечивает передачу ветровых нагрузок на каркас здания и устраняет вертикальные воздействия покрытия на колонны фахверка.

Унифицированные железобетонные колонны для торцового фахверка двух типов (I и II) применяются в случаях, приведенных в таблице 1. В остальных случаях применяют стальные колонны фахверков. Конструкции колонн приведены на рис. 11.

Таблица 1

  Высота Н, м Вид железобетонных несущих конструкций покрытия
балки фермы
3 – 4,2 I
4,8 – 6 II
7,2 – 9,6 II

Колонны типа I имеют постоянное поперечное сечение по высоте (h = 300 мм), что позволяет размещать их верхнюю часть в зазоре между торцовой стеной и пристенной балкой покрытия и крепить их к верхнему поясу балки с помощью листового шарнира (узел 1, рис. 11).

Колонны типа II имеют переменное сечение по высоте (Нв и Нн, рис. 11) . Верхняя часть колонны (Нв) имеет такое же сечение, как и колонны типа I (h=300мм) и крепится к верхнему поясу стропильной балки аналогично колоннам типа I (узел 1, рис.11).

Дата добавления: 2016-04-14; просмотров: 4460;

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *