Вопросы компоновки, расчета и конструирования стропильных ферм изложены в разделе «фермы».

Конструкция опорных узлов ферм зависит от способа сопряжения фермы с колонной. Сопряжение фермы с колонной может быть шарнирным и жестким.

При шарнирном сопряжении наиболее простым является узел опирания фермы на колонну сверху с использованием дополнительной стойки (надколонника).

Верхний пояс фермы прикрепляют к фасонке надколонника (стойки) конструктивно, на болтах грубой или нормальной точности. Для того чтобы верхний узел фермы не мог воспринимать усилия от опорного момента и обеспечивал шарнирность сопряжения, отверстия в верхних узлах фермы и надколонника делают на 5-6мм больше диаметра болта.

Существует и другое широко распространенное опирание стропильных ферм сбоку колонны на опорный столик. Такое решение обеспечивает надежную работу, просто в изготовлении и удобно при монтаже.

Оно позволяет осуществлять как шарнирное, так и жесткое соединение фермы с колонной.

Вертикальная реакция А передается с опорного фланца фермы толщиной 16-20 мм через строганные поверхности на опорный столик, из листа толщиной 30-40мм. В узле крепления верхнего пояса сила Н отрывает фланец от колонны и вызывает его изгиб. Если фланец сделать тонким (t=8 10 мм), а расстояние между болтами принять достаточно большим (b=160 200 мм), то он будет настолько гибким, что не сможет воспринять силу Н. Сопряжение фермы с колонной в этом случае можно считать шарнирным.

Если же толщину фланца принять t=16 20 мм, а расстояние между болтами b назначить по возможности минимальным, то в этом случае сопряжение фермы с колонной можно считать жестким. Если верхний узел фермы с колонной соединяется на сварке (конструктивные решения могут быть различными), то сопряжение фермы с колонной считается также жестким.

Жесткое крепление фермы с колонной разгружает пояса, но дополнительно нагружает решетку.

В многопролетных зданиях при шаге внутренних колонн больше, чем наружных, по внутренним колоннам устанавливают подстропильные фермы, которые служат опорами для промежуточных стропильных ферм.

Конструирование и расчет подстропильных ферм, аналогичны конструированию и расчету стропильных ферм.

Фонари.

В зависимости от назначения фонари производственных зданий подразделяются на светоаэрационные и аэрационные.

Для пролета здания до 18м принимаются ширина фонаря 6м, для больших пролетов – 12м.

Поперечная конструкция фонаря состоит /из стоек, воспринимающих вертикальную нагрузку от покрытия и снега, и раскосов, служащих для обеспечения геометрической неизменяемости фонаря и восприятия ветровых нагрузок.

Рассчитывают фонари на нагрузки от покрытия, снеговую и ветровую по упрощенной схеме в предположении шарнирности всех узлов. Раскосы фонарей рассчитывают только на растяжение,

Колонны каркаса.

Типы колонн.

Стальные колонны могут быть трех типов: постоянного по высоте сечения, примененного по высоте сечения – ступенчатые и раздельные.

В колоннах постоянно по высоте сечения нагрузка от мостовых кранов передается на стержень колонн через консоли на которые опираются подкрановые балки.

Стержень колонны может быть сплошного или сквозного сечения. Достоинство колонн постоянного сечения (особенно сплошных) – их конструктивная простота и небольшая трудоемкость изготовления.

Эти колонны применимы при сравнительно небольших крановых нагрузках (Q до 150-200кН) и незначительной высоте цеха (h до 8-10м).

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 на оси ее ветви, называемой подкрановой ветвью. Верхнюю часть колонны (надкрановую часть) проектируют сплошного сечения, нижнюю часть колонны (подкрановую часть) при ширине до 1 м включительно – сплошного, при большей ширине – сквозного сечения. В зданиях с кранами «особого» режима работы необходимо осматривать и ремонтировать подкрановые пути без остановки мостовых кранов. Поэтому колонны таких цехов или делают с уширенной нижней частью, чтобы иметь габарит прохода между краном и внутренней гранью верхней части колонны, или для прохода устраивают проем в верхней части колонны.

В раздельных колоннах подкрановую стойку проектируют из одного прокатного или сварного двутавра, связанного с шатровой колонной гибкими горизонтальными планками толщиной t=10 12мм.

Благодаря этому стойка работает только на осевую силу с расчетной длинной из плоскости рамы, равной расстоянию от низа башмака до низа подкрановой балки, и в плоскости рамы, равной расстоянию между планками.

Раздельные колонны применяют редко, они рациональны при низком расположении кранов большой грузоподъемности и удобны при расширении цеха.