Реферат Конструкции покрытия. Прогонные и беспрогонные покрытия. Прогоны сплошные и сквозные
Работа добавлена на сайт bukvasha.net: 2015-10-28Поможем написать учебную работу
Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
от 25%
Подписываем
договор
| 1. Введение Покрытие производственного здания состоит из кровельных ограждающих) конструкций, несущих элементов (прогонов, ферм, фонарей) на которые опирается кровля, и связей по покрытию обеспечивающих пространственную неизменяемость, жесткость и устойчивость все покрытия и его отдельных элементов. Покрытие производственного здания решается применением прогонов или без них. В первом случае между стропильными фермами через 1,5-3 м устанавливают прогоны, на которые укладывают мелкоразмерные кровельные плиты, листы, настилы. Во втором случае непосредственно на стропильные фермы укладывают крупноразмерные плиты или панели шириной 1,5 - 3 м или длиной 6 или 12, совмещающие функции несущих и ограждающих инструкции. Кровля по прогонам получается легче вследствие небольшого пролета ограждающих элементов, но требует большего расхода металла (на прогоны) и более трудоемка в монтаже. Беспрогонная кровля индустриальна и проста в монтаже, обеспечивает меньший расход стали (при применении железобетонных панелей); основной недостаток ее - большая масса. Снижение массы кровельной конструкции имеет чрезвычайно важное значение, ибо уменьшает стоимость не только конструкции кровли, но и всех нижерасположенных конструкций: фонарей, ферм, колонн и фундаментов. Выбор конструкции кровли производится на ocновании технико-Экомического сравнения возможных вариантов с учетом технологических и экономических факторов - назначения здания, температурно-влажностного режима внутрицеховой среды, стоимости возведения, наличие производственной базы по изготовлению крупноразмерных панелей в районе строительства, условий транспортировки, обеспеченности монтажными механизмами и т. д. В зависимости от принятого типа кровли определяется необходимый уклон покрытия для обеспечения водоотвода. При самозалечйвающихся кровлях с гравийной защитой принимается уклон 1,5 %; при кровлях из рулонных материалов без защиты - 1/8 - 1/12; при кровлях, не обеспечивающих герметизацию покрытия (асбестоцементные листы, волнистая сталь и т. д.), уклон кровли должен быть не менее 1/4 - 1/6. 2. Покрытия по прогонамПрогоны устанавливают на верхний пояс стропильных ферм в их узлах. В качестве прогонов применяют прокатные балки, гнутые профили либо легкие сквозные конструкции (при шаге ферм больше 6 м). Кровельные покрытия бывают теплыми (с утеплителем) в отапливаемых Производственных зданиях и холодными без утеплителя (для неотапливаемых зданий, а также горячих цехов, имеющих избыточные тепловыделения от технологических агрегатов). Для теплых кровель в качестве несущих элементов, укладываемых по прогонам, широко используется стальной профилированный настил. Применяют также мелкоразмерные керамзитобетонные, армоцементные и асбестоцементные плиты, трехслойные панели типа сэндвич, состоящие из двух металлических листов, между которыми расположен утеплитель, или монопанели с несущим слоем из профилированного настила и гидроизоляцией из мягкой кровли. Профилированный настил изготовляют из оцинкованной рулонной стали толщиной t = 0,8; 0,9; 1 мм; высота профиля h =40, 60 и 80 мм; ширина B =680, 711 и 782 мм; длина до 12 м. Профилированные листы укладывают по прогонам, расположенным через 3 - 4 м. При шаге стропильных ферм 4 м настил может опираться непосредственно на фермы. Настил крепится к прогонам самонарезающими винтами. Между собой листы настила соединяются комбинированными заклепками, позволяющими вести клепку с одной стороны настила. Масса настила - 10 - 15 кг/м2. Холодные кровли выполняют из волнистых асбестоцементных, стальных или алюминиевых листов, укладываемых по прогонам, расположенным через 1,25 - 1,5 м. Масса асбестоцементных листов в среднем 20 кг/м2. Стальные волнистые листы изготовляют из холоднокатаной стали толщиной от 1 до 1,8 мм. Высота волны h=30 и 35 мм. Масса 15 - 20 кг/м2. Алюминиевые волнистые листы имеют толщину 0,6 - 1,2 мм и массу 5-7 кг/м2. Волнистые листы крепят к прогонам с помощью специальных упругих кляммеров или крюков из круглой стали. Для обеспечения водоотвода в местах стыков волнистые листы перепускают внахлестку на 150 - 200 мм, при этом уклон кровли для асбестоцементных листов должен быть не менее 1/4; а для стальных и алюминиевых - не менее 1/6. Во избежание электрохимической коррозии в местах контакта алюминия со сталью при установке алюминиевых листов на стальные прогоны соприкасающиеся поверхности покрывают специальными грунтами (например, АЛГ) или применяют изолирующие прокладки. Стальные метизы для крепления листов нужно оцинковывать или кадмировать. 2. Беспрогонные покрытияДля покрытий производственных зданий широко применяют различного вида крупнопанельные железобетонные плиты шириной. 3 м и длиной 6 и 12 м. Продольные ребра плит опираются непосредственно в узлах верхнего пояса ферм и привариваются минимум по трем углам. Иногда в качестве доборных применяют плиты шириной 1,5 м. В этом случае верхний пояс ферм необходимо рассчитать с учетом местного момента от внеузловой передачи нагрузки или поставить дополнительные шпренгели, подкрепляющие верхний пояс в местах опирания плит. Типы плит покрытия и их характеристики указаны в каталогах типовых сборных железобетонных изделий. Основной недостаток крупнопанельных железобетонных плит - их большой собственный вес (1,4-2,1 кН/м2), что утяжеляет все нижележащие конструкции каркаса здания. Для снижения нагрузок от покрытия в последнее время находят применение металлические панели шириной 1,5 и 3 м и длиной 6 и 12 м. Масса таких панелей в 4-5 раз меньше, чем железобетонных. По сравнению с кровлей по прогонам металлические панели более индустриальны и позволяют значительную часть работ по устройству кровли перенести на заводы металлических конструкций или в специализированные мастерские. Однако расход стали на них по сравнению с прогонным решением несколько больше за счет дополнительных элементов, необходимых для обеспечения жесткости панелей при транспортировке и монтаже. Утепленные стальные панели обычно состоят из каркаса, профилированного настила, эффективного утеплителя и гидроизоляционного слоя. Поперечный разрез панели пролетом 12 м с каркасом из гнутых профилей приведен на рис. 13.5. Для пролета 12 м разработаны также панели со шпренгелем, с предварительно напряженной обшивкой и другие решения. Неутепленные стальные панели применяются в покрытиях зданий со значительными тепловыделениями. Возможные конструктивные решения таких панелей показаны на рис. 13.6. Панели с использованием алюминиевых сплавов отличаются малой массой и высокой коррозионной стойкостью. Однако из-за высокой стоимости алюминия их применение требует дополнительного технико-экономического обоснования. Целесообразно использование таких панелей в производствах с сильноагрессивными средами и в отдаленных районах, где высока стоимость транспортных расходов. Прогоны воспринимают нагрузку от кровли и передают ее на стропильные конструкции. Прогоны бывают сплошного сечения и решетчатые. Сплошные прогоны тяжелее решетчатых, но значительно проще в изготовлении и монтаже. Они применяются при шаге ферм 6 м. Сплошные прогоны обычно изготовляются из прокатных швеллеров, реже из двутавров. Более рациональны прогоны из гнутых профилей швеллерного, С - образного и Z - образного сечения. Такие прогоны могут иметь развитую высоту при тонкой стенке. Для обеспечения местной устойчивости полок устраивают отгибы. При легкой кровле и небольших снеговых нагрузках прогоны из гнутых профилей могут применяться при шаге ферм до 12 м. При больших нагрузках более рациональны сквозные прогоны, а также разработанные в ЦНИИПроектстальконструкция прогоны из перфорированного двутавра ("сквозной" двутавр) и тонкостенных балок. По расходу стали прогоны из "сквозных" двутавров приближаются к решетчатым, а по стоимости на 10-15 % дешевле. Еще более эффективно использование для прогонов тонкостенных балок. Учет закритической стадии работы стенки позволяет уменьшить ее толщину и принять гибкость стенки (отношение высоты к толщине) 200-300. Такие прогоны на 8-18 % легче решетчатых. Для изготовления тонкостенных балок-прогонов разработана поточная линия с применением высокочастотной сварки. 3. Прогоны сплошного сеченияСплошные прогоны выполняются по разрезной и неразрезной схемам. Хотя при неразрезной схеме расход стали на прогоны меньше, в целях упрощения монтажа чаще применяются разрезные прогоны. При малоуклонной кровле (i=1,5 %) работа прогонов ничем не отличается от работы обычных прокатных балок на вертикальную нагрузку; аналогичен также и расчет. При кровле с большим уклоном прогоны, расположенные на скате, работают на изгиб в двух плоскостях (косой изгиб). Вертикальная нагрузка q от кровли может быть разложена на действующую в плоскости большей жесткости прогона qХ, и скатную составляющую qУ. Хотя при применяемых уклонах кровли скатная составляющая невелика, напряжения от нее вследствие малой жесткости прогона относительно оси у-у получаются большими. Чтобы уменьшить изгибающий момент от скатной составляющей, прогоны раскрепляют тяжами из круглой стали диаметром 18-22 мм, уменьшающими расчетный пролет прогона в плоскости ската. Тяжи ставят между всеми прогонами, за исключением конькового. В панелях у конька тяжи крепятся к стропильной ферме или к коньковому прогону вблизи опор. По коньку устанавливается прогон с увеличенной в горизонтальной плоскости жесткостью или спаренные прогоны, соединенные между собой. В зданиях с фонарями, имеющих перепады высот по длине или ширине, расчетная снеговая нагрузка не является равномерной по ширине пролета здания и существенно увеличивается у перепадов высот (снеговые мешки), что представляет особую опасность для прогонов и учитывается коэффициентом с>1 (см. СНиП П-6-74). Значения изгибающих моментов в плоскости меньшей жесткости прогона зависят от числа тяжей. При шаге ферм 6 м обычно ставят один тяж, при шаге 12 м и крутом скате лучше поставить два. При постановке одного тяжа расчетный момент МУ в плоскости ската находится как опорный момент в двух пролетной неразрезной балке (в том же сечении, где МХ максимален). Если кровельный настил крепится к прогонам жестка и образует сплошное полотнище (например, плоский стальной лист, приваренный к прогонам, стальной профилированный настил, прикрепленный к прогонам самонарезающими болтами и соединенный между собой заклепками и т. п.), то скатная составляющая будет восприниматься самим полотнищем кровли. В этом случае необходимость в тяжах отпадает и прогоны можно рассчитывать только на нагрузку qx Общая устойчивость прогонов обеспечивается элементами крепления кровельных плит или настила к прогонам и силами трения между ними. Однако, как показывают результаты обследования, при свободном опирании кровельных элементов возможна потеря устойчивости прогона. Прогиб прогонов от нормативной нагрузки проверяют только в плоскости, нормальной к скату, он не должен превышать 1/200 пролета. Прогоны крепят к поясам ферм с помощью коротышей из уголков, планок, гнутых элементов из листовой стали. 4. Решетчатые прогоныРешетчатые прогоны могут иметь различные конструктивные решения. Недостаток решетчатых прогонов - большое число элементов и узловых деталей и связанная с этим высокая трудоемкость изготовления. Поэтому наиболее целесообразен трех панельный прогон, принятый в качестве типового. Верхний пояс этого прогона из двух швеллеров. Элементы решетки из одиночного гнутого швеллера. Раскосы прикрепляются к верхнему поясу на дуговой или контактной сварке. Такое решение существенно упрощает изготовление и обеспечивает достаточную боковую жесткость. Решетчатые прогоны рассчитывают как фермы с неразрезным верх" ним поясом. Верхний пояс при этом работает на сжатие с изгибом (в одной плоскости, если отсутствует скатная составляющая нагрузки, или в двух плоскостях), остальные элементы испытывают продольные усилия. Литература 1 . Клименко, Барабаш “ Металеві конструкції ”. 2. “Металлические конструкции” (под редакцией Е.И. Беленя). 3. Нилов, Пермяков, Трицпер “Стальные конструкции производственных зданий”. 4. Справочник проектировщика (под редакцией Н.П. Мельникова) |
