Каркасы производственных зданий в большинстве случаев проектируются так, что несущая способность и жесткость поперек здания обеспечивается поперечными рамами, а вдоль – продольными элементами каркаса, кровельными и стеновыми панелями.

Поперечные рамы каркаса состоят из колонн (стоек рамы) и ригелей (в виде ферм или сплошностенчатых элементов).

Продольные элементы каркаса – это подкрановые конструкции, подстропильные фермы, связи между колоннами и фермами, кровельные прогоны или ребра стальных кровельных панелей.

Конструктивные схемы каркасов различаются видом сопряжений ригеля с колонной (жесткое, шарнирное). При жестком сопряжении конструкция узла крепления фермы к колонне обеспечивает передачу моментов, а в расчетной схеме принимается жесткий узел. При жестком сопряжении горизонтальные перемещения рам меньше, чем при таких же воздействиях на раму с шарнирным сопряжением. Поэтому жесткое сопряжение рекомендуется для однопролетных каркасов большой высоты при кранах ВТ и Т режимов работы.

Опирание колонн на фундаменты в плоскости рам обычно констуируется жестким.

1.4.2 Размещение колонн в плане

Размещение колонн в плане принимают с учетом технологических, конструктивных и экономических факторов.

Согласно требованиям унификации промышленных зданий, расстояние между колоннами поперек здания (размеры пролетов) назначаются в соответствии с укрупненным модулем, кратным 6 м (иногда 3 м): L=18, 24, 30, 36 м и более. Расстояние между колоннами в продольном направлении (шаг колонн) также принимают кратными 6 м.

Шаг колонн однопролетных зданий а также шаг крайних (наружных) колонн многопролетных зданий не зависит от расположения технологического оборудования и его принимают равным 6 или 12 м. Вопрос о назначении шага колонн крайних рядов (6 или 12 м) для каждого конкретного случая решается сравнением вариантов. Как правило, для зданий больших пролетов (L 30м) и значительной высоты (H>14м) с кранами Q 500кН оказывается выгоднее шаг 12 м. И наоборот, для зданий с меньшими параметрами экономичнее шаг колонн 6 м.

У торцов здания колонны смещаются с модульной сетки на 500 мм для возможности использования типовых ограждающих панелей с номинальной длиной 6 или 12 м.

В многопролетных зданиях шаг внутренних колонн исходя из технологических требований (например, передача продукции из пролета в пролет) часто принимается увеличенным, но кратным шагу наружных колонн.

При больших размерах здания в плане в элементах каркаса могут возникать большие дополнительные напряжения от изменения температуры. Поэтому в необходимых случаях здание разрезают на отдельные блоки поперечными и продольными температурными швами. Нормами проектирования установлены предельные размеры температурных блоков, при которых влияние климатических температурных воздействий можно не учитывать.

Размеры в скобках для зданий, эксплуатируемых при температуре наружного воздуха t= -40 ¸ -65 °C.

Наиболее распространенный способ устройства поперечных температурных швов заключается в том, что в месте разрезки здания ставят две поперечные рамы, не связанные между собой, колонны которых смещают с оси на 500 мм в каждую сторону, подобно тому как это делается у торца здания.

Если устраивается продольный температурный шов, то колонны устанавливают на разных осях с расстоянием 1000 или 1500 мм.

Возможно и другое решение продольного температурного шва с подвижным в поперечном направлении опиранием одного или обоих ригелей на колонну с помощью катков или другого устройства.

Компоновка поперечных рам.

Компоновку поперечной рамы начинают с установления основных (генеральных) габаритных размеров элементов рамы. Размеры по вертикали привязывают к отметке уровня пола, принимая ее нулевой. Размеры по горизонтали привязывают к продольным осям здания. Все размеры принимают в соответствии с основными положениями по унификации.

Размеры по вертикали

Вертикальные габариты зависят от технологических условий производства.

Основные величины: h₁, h₂, H, h_в, h_н, h.

h₁ – минимальная отметка головки кранового рельса, которая задается из условия необходимой высоты подъема крюка над уровнем пола.

h₂ – расстояние от головки кранового рельса до низа несущих конструкций покрытия, зависящее от вертикального габарита мостового крана.

h₂= (h_к+100) +a

где h_к – вертикальный габарит крана по ГОСТ;

100мм – зазор, установленный по требованиям техники безопасности;

а = 200 400мм – размер, учитывающий прогиб конструкций покрытия (для больших пролетов – больший размер)

Окончательный размер h₂ назначают кратным 200мм.

H- высота цеха от уровня пола до низа конструкций покрытия. H принимают кратным 1,2 м при H 10,8 м и 1,8м при H >10,8м из условия соизмеримости со стандартными ограждающими конструкциями.

В отдельных случаях принимают H кратным 0,6м.

Изменение H производят за счет увеличения h₁, оставляя h₂минимально необходимым.