Схема здания каркасная: Конструктивная схема каркасных зданий — ТехЛиб СПБ УВТ

Конструктивные схемы и классификация зданий и сооружений

Конструктивные схемы зданий — Строительство зданий

Конструктивные схемы зданий

Основными несущими элементами зданий являются фундаменты, стены, отдельные опоры, элементы перекрытий и покрытий, составляющие несущий остов здания. Совокупность элементе несущего остова должна обеспечивать восприятие всех нагрузок, воздействующих на здание, и передачу их на основание, а также пространственную неизменяемость (жесткость) и устойчивость зданий.

По конструктивной схеме несущего остова здания подразделяются на бескаркасные, каркасные и с неполным каркасом. В бескаркасных зданиях основными вертикальными несущими элементами являются стены, в каркасных — отдельные опоры (колонны, столбы), в зданиях с неполным каркасом — и стены и отдельные опоры.

Бескаркасные здания получили широкое распространение в гражданском .одноэтажном, малоэтажном и многоэтажном строительстве. Имеются примеры возведения бескаркасных жилых зданий высотой в 25 этажей. Бескаркасные здания встречаются также в одноэтажном и малоэтажном промышленном строительстве.

Несущий остов таких зданий, состоящий из несущих стен и перекрытий, представляет собой как бы коробку, пространственная жесткость которой создается совместной работой стен и дисков перекрытий.

Рис. 1. Конструктивные схемы бескаркасных зданий:
а — с продольными несущими стенами, б — с поперечными несущими стенами, в — с поперечными и продольными несущими стенами

Бескаркасные здания могут возводиться с продольными несущими стенами. Поперечные стены в таких зданиях устраивают только в лестничных клетках, а также в промежутках между ними для придания большей устойчивости продольным стенам и, в тех местах, где должны; проходить дымовые и вентиляционные каналы. Ширина гражданских зданий обычно не превышает целесообразные величины пролетов констструкций перекрытий. В таких зданиях, помимо наружных несущих продольных стен, приходится возводить внутренние несущие продольные, стены.

Гражданские бескаркасные здания часто возводят и с поперечными несущими стенами. В таких зданиях продольные наружные стены являются самонесущими. При возведении таких зданий из сборных железобетонных конструкций (панельных) поперечные несущие стены выполняются из железобетонных панелей, а ограждающие наружные стены — из легких панелей.

Возводятся также бескаркасные здания, где несущими являются как поперечные, так и продольные стены. В таких зданиях панели перекрытий размером на комнату опираются всеми четырьмя сторонами на поперечные и продольные стены.

Здания с неполным каркасом вместо внутренних продольных и внутренних поперечных стен, на которые должны опираться конструкции перекрытий, имеют отдельные опоры в виде столбов или колонн. На колонны в продольном или поперечном направлении укладывают прогоны, служащие опорами для плит перекрытий.

Каркасными в большинстве случаев строят одноэтажные, малоэтажные и многоэтажные промышленные здания, а также многоэтажные гражданские здания. Ряд малоэтажных гражданских зданий возводят также в каркасных конструкциях.

Рис. 2. Конструктивные схемы зданий с неполным каркасом:
а — с продольными прогонами, б — с поперечными прогонами; 1 — прогон, 2 — колонна

Несущий остов таких зданий состоит из колонн и горизонтальных ригелей, выполняемых в виде балок или ферм. Колонны и жестко или шарнирно скрепленные с ними ригели образуют рамы. В многоэтажных зданиях ригели иногда располагают в продольном направлении. При применении в многоэтажных зданиях безбалочных перекрытий ригелем рамы является безбалочная плита, жестко связанная с капителями колонн.

Рис. 3. Конструктивные схемы каркасных здачий:
а — с самонесущими стенами, б — с несущими навесными стенами

Наружные стены каркасных зданий, выполняющие ограждающие функции, являются самонесущими или ненесущими, навесными. Самонесущие стены в этом случае опираются на фундаменты или фундаментные балки, ненесущие стены в каждом этаже — на бортовые балки или ригели рам (при продольном расположении ригелей), а навесные стены навешиваются на наружные колонны каркаса.

—

Несущие элементы здания в совокупности образуют пространственную систему, называемую его несущим остовом. Несущий остов должен иметь достаточную прочность и обеспечивать пространственную жесткость и устойчивость здания, тогда как ограждающие конструкции должны обладать стойкостью против атмосферных и других физико-химических воздействий, а также достаточными тепло- и звукоизоляционными свойствами.

В зависимости от вида несущего остова различают две основные конструктивные схемы зданий — бескаркасную (с несущими стенами) икаркасную.

Остов бескаркасных одноэтажных и многоэтажных зданий с несущими наружными и внутренними (продольными или поперечными) стенами представляет собой коробку, пространственная жесткость которой обеспечивается перекрытиями и стенами, образующими жесткие горизонтальные и вертикальные диафрагмы. Устойчивость такого несущего остова зависит от надежности связи между стенами и перекрытиями, их жесткости и устойчивости.

В каркасных зданиях все нагрузки воспринимаются системой стоек (колонн), которые вместе с горизонтальными элементами (прогонами, ригелями) образуют каркас. Каркасные схемы зданий бывают с полным и неполным каркасами. Каркас называют полным, если его вертикальные элементы расположены как по периметру наружных стен, так и внутри здания.

Возможна схема с несущими наружными стенами и внутренним каркасом, колонны которого заменяют внутренние несущие стены. Такие каркасы называют неполными. Устойчивость наружных стен в зданиях с неполным каркасом обеспечивают в основном элементы каркаса и перекрытия. Такую конструктивную схему применяют в многоэтажных гражданских и промышленных зданиях при отсутствии значительных динамических нагрузок.

Одноэтажные каркасные здания. Каркас одноэтажного промышленного здания состоит из железобетонных или стальных колонн, образующих вместе с несущими конструкциями покрытия поперечные рамы, и разного рода продольных элементов — фундаментных, обвязочных и подкрановых балок, подстропильных ферм, а также различного рода связей, которые придают каркасу в целом и отдельным элементам пространственную жесткость и устойчивость. Расстояние между колоннами каркаса в продольном направлении (вдоль оси здания) называется шагом колонн, в поперечном — пролетом. Размеры пролетов и шага колонн принято называть сеткой колонн. Одноэтажные каркасные здания широко применяют в промышленном и сельскохозяйственном строительстве. Такие здания состоят из железобетонного (стального) каркаса, стен и покрытия. Каркас состоит из вертикальных элементов — колонн и горизонтальных — ригелей, балок й ферм. По балкам или фермам укладывают плиты покрытия, выполняют кровлю, а в необходимых случаях устраивают световые или аэрациониые фонари.

Рис. 4. Одноэтажные промышленные и сельскохозяйственные здания
а — промышленное здание с мостовыми кранами: б — сельскохозяйственное здание с несущими стенами; 1 — колонна; 2 — ригель; 3 — покрытие; 4— подкрановая балка

Каркас воспринимает все внешние нагрузки от покрытия и массы конструкций каркаса, вертикальные и горизонтальные крановые нагрузки’, а также горизонтальные нагрузки от ветра, воздействующего на стены.

В зданиях сельскохозяйственного назначения используют в основном каркасы из железобетонных конструкций.

В промышленных зданиях при пролетах 30 м и более каркас делают смешанным: колонны железобетонные, а фермы стальные.

Многоэтажные промышленные здания каркасного типа широко распространены в легкой, пищевой, химической, приборостроительной, электротехнической промышленности и аналогичных производствах.

Каркас зданий состоит из колонн и ригелей, образующих многоярусные рамы с жесткими узлами. Рамы располагают поперек здания, а в продольном направлении устойчивость здания обеспечивают стальными связями, которые устанавливают по каждому продольному ряду колонн в середине температурных отсеков. Число пролетов в каркасах бывает различным — от одного до трех-четырех, а иногда и больше. Размеры пролетов 6, 9 и 12 м. Верхние этажи шириной 12 и 18 м перекрывают стропильными балками или фермами и плитами аналогично покрытиям одноэтажных зданий. Этажи могут иметь высоту 3,6—7,2 м с градацией размеров через 0,6 м. Стены выполняют из панелей или кирпичной кладки.

Рис. 5. Схема многоэтажного промышленного здания каркасного типа
1 — фундамент; 2 — колонна; 3 — ригель; 4 — связь; 5 — балка покрытия; 6 — плита покрытия; 7 — стеновая панель

Многоэтажные гражданские здания сооружают трех типов: кар-касно-панельными, бескаркасно-панельными и с несущими кирпичными стенами. Каркасно-панельные здания состоят из каркаса, плит перекрытий и покрытий, перегородок и панелей стен (рис. 22). Пролеты каркасов зданий приняты 5,6 и 6 м. Шаг колонн вдоль здания 3,2 и 3,6 м. Высота этажа в гражданских зданиях зависит от назначения зданий и принимают ее равной (м): 2,8 — для жилых домов и гостиниц; 3,3 — для административных зданий, учебных заведений, торговых предприятий; 3,6 и 4,2 — для зданий специального назначения (конструкторские бюро, лаборатории).

Широкое распространение, особенно в жилищном строительстве, получили бескаркасные крупнопанельные здания.

Пятиэтажные жилые дома и здания гостиничного типа строят с несущими наружными и внутренними поперечными и продольными перегородками, с самонесущими наружными стенами и несущими поперечными перегородками (рис. 23, б), а также с несущими наружными и внутренними стенами. Последнее решение допускает более свободную внутреннюю планировку зданий.

Панели несущих наружных стен изготовляют сплошными из бетонов на легких заполнителях, а при самонесущих стенах — также из двух- и трехслойных железобетонных панелей с утеплителем из минераловатных плит. Длина панелей наружных стен равна шагу поперечных панельных стен-перегородок и для различных зданий в зависимости от их типа бывает 2,5; 2,8; 3,2; 3,6 и 6 м, а длина панелей поперечных стен для различных типов зданий — 5,2; 5,6 и 6 м. Панели внутренних поперечных и продольных стен имеют толщину 14 и 16 см.

Междуэтажные перекрытия панельных зданий выполняют из панелей с различным опиранием в зависимости от расположения несущих стен (перегородок).

В настоящее время интенсивно развивается строительство панельных бескаркасных зданий высотой 12, 16 этажей и более. Конструктивное решение таких зданий имеет свою специфику и отличается от решения бескаркасных пятиэтажных зданий. Несущими элементами этих зданий являются поперечные стены, а наружные стены навесные. Толщина железобетонных панелей поперечных стен 16 см, внутренних продольных 14 см, наружных (сплошных керамзитобетонных) 30 см.

Рис. 6. Схемы многоэтажных гражданских зданий
а — с поперечными рамами каркаса; б — с пространственными рамами; в — с продольными рамами; г — с неполным каркасом (продольные рамы и несущие наружные панельные или кирпичные стены)

Рис. 7. Конируюивные схемы панельных бескаркасных зданий

Дальнейшим развитием крупнопанельного домостроения явились разработка и внедрение в практику жилищного строительства объемных железобетонных элементов, которые могут быть собраны из отдельных плоских панелей в порядке укрупнительной заводской сборки или изготовлены на заводе в виде цельного объемного элемента.

Читать далее:
Полы в здании
Каркасы многоэтажных зданий
Естественные и искусственные основания
Классификация зданий
Конструкции лестниц
Общие сведения о лестницах и лифтах
Ворота производственных и складских зданий
Двери гражданских и промышленных зданий
Окна гражданских и промышленных зданий
Заполнение оконных, дверных и воротных проемов

Здание со стальным каркасом | Здания с жестким стальным каркасом

Предлагаем вам лучший дизайн в зданиях с жестким каркасом из стального каркаса

Здания со стальным каркасом являются отличной альтернативой традиционному деревянному строительству. Стальные строительные комплекты не только обеспечивают несравненную прочность и долговечность, но и требуют гораздо меньшего обслуживания, обеспечивают непревзойденную энергоэффективность, полностью настраиваются в соответствии с вашими потребностями и являются экономически эффективными как во время строительства, так и в течение всего срока службы здания. Кроме того, время строительства стального каркаса намного короче, чем время, необходимое для возведения традиционной конструкции.

Если вы ищете стальную конструкцию быстро, выберите ее с лучшей в отрасли гарантией и невероятными возможностями индивидуальной настройки. Выберите один из стальных строительных комплектов от Worldwide Steel.

Worldwide Steel Buildings является ведущим поставщиком и производителем сборных стальных зданий с жестким каркасом. Мы стремимся предоставить нашим клиентам наилучшее соотношение цены и качества в их потребностях в стальных зданиях. Наши стальные здания с жестким каркасом созданы для различных целей: производства, складирования, розничной торговли, жилых помещений, мини-складов, церквей и многих других коммерческих и сельскохозяйственных целей. Мы также предлагаем одни из самых быстрых сроков выполнения работ в отрасли, предоставляя вам штампованные инженерные чертежи за пару недель и доставку большинства строительных комплектов на вашу строительную площадку всего за 6-8 недель.

Наша команда экспертов поможет вам от концепции до поставки. Хотите знать, какое расстояние между дверями вам нужно для вашего здания, какой чистый пролет был бы идеальным, каковы строительные нормы и правила и снеговая нагрузка в вашем районе? Наши специалисты знают!

Мы спроектировали наши здания со стальным каркасом так, чтобы их можно было сделать своими руками. Даже если у вас нет предыдущего опыта строительства, вы найдете процесс строительства Worldwide Steel простым и понятным.

Если вам нужно, чтобы стальной каркас вашего нового здания был изготовлен правильно, вы можете положиться на компанию Worldwide Steel Buildings. Посмотрите, что сделали некоторые из наших клиентов с помощью строительных комплектов Worldwide Steel: 

Недавние проекты зданий из стали с жестким каркасом

Здания из стали с жестким каркасом Техническая информация

Во всем мире Стальные строительные системы с жестким каркасом производятся на предприятиях, сертифицированных AISC-MB и ISO 14001:2004. Мы стремимся защищать окружающую среду и сокращать количество отходов. Чтобы получить сертификат ISO 14001, наши предприятия прошли строгий аудит со стороны аккредитованной фирмы. На выполнение этого сложного процесса уходит около года, но это чрезвычайно стоящая инвестиция, которая подтверждает нашу приверженность надлежащему обращению с отходами и защите окружающей среды.

Все большее внимание к устойчивому развитию в строительной отрасли будет уделяться энергосбережению и воздействию строительства на окружающую среду. Вот почему мы уделяем первостепенное внимание нашей способности проектировать и производить энергоэффективные здания. В дополнение к этим сертификатам мы уделяем первостепенное внимание устойчивости, используя всю переработанную сталь США в каждом стальном здании по всему миру.

Все наши здания спроектированы с использованием программного обеспечения MBA в соответствии с вашими кодами. Наши процессы проектирования и детализации проверяются, чтобы убедиться, что ваши запрошенные коды выполняются рациональным инженерным способом и применяются все надлежащие стандарты проектирования.

Что это значит для наших клиентов?

Программное обеспечение MBS

• Здания будут созданы в соответствии с вашими кодами
• Здания оптимизированы для строительства качественных зданий по наилучшей возможной цене

Производственные мощности AISC-MB 90 005

• Самая полная сертификация качества программа в своем роде
• Процессы детализации проверяются, чтобы гарантировать соблюдение требуемых кодов и применение всех надлежащих стандартов
• Аудит сырья, включая использование надлежащих стандартов, отслеживание заводских сертификатов и т. д.
• Аудит производственного процесса, включая калибровку оборудования, измерительных инструментов, сертификаты сварки и т. д.
• Все аудиты проводятся на месте третьей стороной партии

Цвета зданий со стальным каркасом

У нас есть широкий выбор цветов для ваших зданий с жестким каркасом из стали.

Вороненый сланец (BS)

Evergreen (EG)

Aztec Blue (AB)

Brick Red (BR)

 Таблица цветов жесткого каркаса

Размеры зданий со стальным каркасом

Готовые комплекты металлических конструкций могут быть изготовлены по индивидуальному заказу и объединены с другими материалами для создания эстетически обоснованного здания в соответствии с вашими особыми требованиями. . Worldwide Steel Buildings предлагает широкий спектр конструкционных систем, включая жесткую раму с прозрачным пролетом, жесткую модульную раму, коническую балку и навес. Все они доступны в стандартном или удлиненном исполнении. Ваше здание может быть изготовлено практически любого желаемого размера для достижения оптимального решения для ваших требований к зданию. Все здания соответствуют Руководству по системам металлических зданий MBMA и соответствуют указанным вами строительным нормам.

Worldwide Steel Buildings также предлагает комплекты зданий с открытыми фермами шириной от 12 до 100 футов и высотой боковых стен от 8 до 20 футов. Другие размеры и высоты доступны по запросу.

Руководства по монтажу зданий со стальным каркасом

Мы создавали здания со стальным каркасом, ориентируясь на то, что их можно делать своими руками. Все стальные фермы Worldwide Steel Building предварительно перфорированы, легко соединяются болтами, а их прогоны и ригели привариваются на заводе для самого простого метода строительства. Все стальные прогоны и ригели крепятся к зажимам с помощью саморезов. Ваш листовой металл крепится к прогонам и поясам с помощью цветных саморезов с фланцами и самоуплотнением для предотвращения утечек, что упрощает конструкцию и отделку рамы. Ваш комплект стальной конструкции также поставляется с пошаговым руководством по монтажу, которое поможет вам или вашему местному подрядчику от начала стального каркаса до завершения строительства вашего здания.

 Руководство по сборке жесткой рамы 

Эти конические элементы каркаса обычно используются в ситуациях с просветом от 40 футов до 150 футов. Они могут быть фронтонными или односкатными. Предлагаются обычные уклоны крыш от 1 из 4 до 4 из 12. Когда для специальных промышленных и коммерческих проектов требуются большие площади пролета, рама с просветом обычно является экономичным выбором. Прозрачный пролет можно использовать как с прогонами холодной штамповки, так и с балками с открытой стенкой.

9№ 0081 Жесткая рама из цельного каркаса с внутренними колоннами обеспечивает несколько пролетов в более широких зданиях. Она может быть как двускатной, так и односкатной. Этот тип рамы экономичен с отдельными пролетами от 40 футов до 80 футов и шириной здания от 80 до 300 футов плюс. Уклоны крыши от 1 к 4 до 1 к 12.

Жесткая рама с прямой колонной идеально подходит для максимального использования внутреннего пространства. Он подходит для всех типов небольших зданий, требующих просвета от 20 футов до 60 футов. Доступны уклоны крыши от 1 к 4 до 1 к 12. Каркас с конической балкой идеально подходит для разделения внутренних отсеков и систем поддержки небольших кранов.

Характеристики стального здания со стандартным жестким каркасом

Первичный каркас

Прочная двутавровая балка для оптимальной прочности вашего здания

компактный дизайн, но большая экономия средств для наших клиентов. Лазерная резка, предварительная перфорация и сварка под дугой для обеспечения высочайшей точности.

Торцевые рамы и колонны

Каркасы и колонны торцевых стен изготавливаются в соответствии с конкретными требованиями к конструкции здания с использованием холодногнутых, прокатанных или сборных двутавровых профилей, чтобы обеспечить наибольшую функциональность.

Вторичный каркас

Риги

8” или 10” в зависимости от проектных требований. Холоднокатаный Z-образный профиль калибра от 13 до 16 ASTM A-570, предел текучести 50 000 или 65 000 фунтов на квадратный дюйм, используемый для обеспечения максимальной прочности. Система перемычек By-Pass перекрывает боковые колонны внахлест, образуя непрерывное соединение для дополнительной прочности.

Прогоны

8”, 10”, 12” в зависимости от проектных требований. Верхняя часть крепится к вашим кровельным балкам с различным нахлестом от 2 до 6 футов для прочности и экономии затрат на монтажные работы. Максимальное расстояние между прогонами составляет 5 футов по центру. Прогоны также используют систему By-Pass для максимальной прочности.

Карнизная распорка

Холоднокатаный C-образный профиль, прокатанный для соответствующего уклона крыши, чтобы обеспечить герметичность карниза всех зданий по всему миру.

Уголок для защитного покрытия

Непрерывный угол, поставляемый с каждым зданием по всему миру, для крепления защитного покрытия к скату здания для облегчения установки защитного покрытия и обеспечения герметичности вдоль остроконечного карниза.

Базовый уголок/обвязка с накладкой

Непрерывный уголок или обвязка, поставляемые с каждым зданием по всему миру, для крепления листов к бетону. Он легко крепится с помощью комплектов поршней или эквивалентных анкеров другими и обеспечивает непроницаемое для непогоды уплотнение вдоль основания вашего здания по всему миру.

Распорки

Каждое здание по всему миру поставляется с распорками в стенах и крыше для предотвращения продольных нагрузок и вешалки фермы. Это достигается диагональными стержнями, тросами, ветровыми колоннами или портальными рамами в зависимости от ваших потребностей.

Угловой фланцевый раскос

Поставляется с каждым зданием по всему миру для соединения ваших жестких рам с прогонами и поясами. Это гарантирует, что допустимые уровни сжатия являются адекватными для любой комбинации нагрузок.

Углы соединения прогонов могут быть предусмотрены в каждом среднем пролете для обеспечения одинакового расстояния между прогонами и жесткости.

Конструкционные болты

Конструкционные болты, используемые в зданиях по всему миру, соответствуют требованиям стандартов ASTM. Стандарты ASTM требуют A-325 для соединений первичной рамы и A-307 для вторичной рамы.

Самосверлящие и самонарезающие крепежные детали

Предварительно собраны с неопреновыми шайбами ​​и куполообразными металлическими крышками для обеспечения герметичности вашего стального здания. Это предотвратит утечку и предотвратит потенциальное повреждение водой. Одна из многих особенностей, которая отличает стальное здание от традиционной конструкции.

Обшивка

80 000 psi

Материал с пределом текучести 80 000 psi является стандартом для всех стальных зданий Worldwide. Некоторые производители используют материал с более низким пределом текучести, который менее устойчив к повреждениям от града и других воздействий.

Вся рулонная сталь

Вся рулонная сталь со стандартным покрытием Galvalume (1,25 унции – горячее погружение) с каждой стороны помогает предотвратить износ стального листа.

Глубокое высокое ребро

Более глубокое высокое ребро с более частым гофрированием обеспечивает превосходную прочность стального здания.

Опорное ребро прогона

Опорное ребро прогона обеспечивает лучшую защиту от атмосферных воздействий между листами крыши на стальном здании.

Полускрытая панель Optimal

Эта конфигурация доступна для стен, фасадных систем, потолочных перекрытий и т. д., чтобы добавить эстетическую привлекательность вашему стальному зданию Worldwide.

Герметики/отделка/обшивка

Герметики

Для боковых нахлестов крыши, торцевых нахлестов и гидроизоляции фронтона предусмотрена защита от непогоды. Чувствительная к давлению лента номинальной толщины 3/8” x 1/8” для простоты установки.

Обрезка и обшивка

Обрезка прямых углов и карнизов предусмотрена для всех зданий Worldwide Steel со стандартным отделочным материалом для придания законченного вида. Это также средство от влаги и помогает предотвратить попадание насекомых и грязи в здание.

Накладка конька

Предварительно сформированная панель накладки конька с высоким ребром

Соответствует наклону и профилю соседних кровельных панелей на зданиях Worldwide, обеспечивая постоянное выравнивание и устойчивость к атмосферным воздействиям.

Длинное перекрытие

Предназначено для предотвращения попадания воды в здание.

Планы и чертежи

План установки анкерных болтов

Демонстрирует строительные реакции для всех зданий. Подробная информация о том, где находятся ваши колонны, для точного расположения ваших анкерных болтов.

Сертифицированные инженером монтажные чертежи

Включая схемы каркаса стен и крыши, поперечные сечения, листы и детали гидроизоляции. На этих чертежах четко показано правильное возведение и сборка всех компонентов здания. чем болты и крепежные детали) Эти номера деталей совпадают с подробным перечнем, содержащимся в строительных чертежах и транспортной ведомости, чтобы облегчить сборку здания.

Здания со стальным каркасом портала, деталь стального здания

Здания со стальным каркасом портала используют каркас портала в качестве силовой несущей, а ограждающая конструкция представляет собой систему тонкостенных C/Z-образных стальных прогонов и окрашенных стальных профилей. Это новый тип широко используемой системы строительных конструкций. Его преимущества заключаются в легком весе, высокой степени индустриализации, коротком периоде строительства, высоких комплексных экономических выгодах и гибкой компоновке сети колонн.

Стальная рама портала представляет собой легкую строительную систему, в которой в качестве основной опорной конструкции используется прочная сетчатая или решетчатая рама портала. Каркас изготавливается либо из сварной Н-образной стали одинакового или переменного сечения, либо из горячекатаной Н-образной стали, либо из холодногнутой тонкостенной стали. Для завершения здания используется холодногнутая тонкостенная сталь в форме C или Z для прогонов и стеновых поясов, а гофрированные металлические листы служат крышей и стенами. Для изоляции можно использовать различные материалы, такие как пенополистирол, жесткий пенополиуретан, минеральную вату, минеральную вату и стекловату, чтобы поддерживать внутреннюю температуру регулируемой. Кроме того, для дальнейшего усиления конструкции устанавливается надлежащая система раскосов.

По сравнению с железобетонной конструкцией, портальная стальная рама имеет ряд преимуществ, таких как малый вес, высокая жесткость, гибкость конструкции, достаточное усилие и удобство конструкции.

Содержание

Форма жесткой рамы

Структура портальной рамы бывает нескольких видов, включая однопролетную, двухпролетную, высоко-низкопролетную и многопролетную, с такими вариантами, как одинарный конек, несколько гребней, одиночный склон, двойной склон, несколько склонов и плоский склон. Однопролетные жесткие каркасы обычно используются в зданиях, не требующих большого бокового пространства и имеющих пролеты от 18 до 36 метров. Балки и колонны этих каркасов обычно изготавливаются из сварных или катаных Н-образных профилей и располагаются и регулируются по высоте в зависимости от пролета и диаграммы расстояний на изгиб. Многопролетная жесткая рама идеально подходит для больших зданий с таким же поперечным сечением, что и однопролетная жесткая рама, но с центральной колонной, которая обычно имеет такое же поперечное сечение. В настоящее время максимальный пролет рамы портала достиг 72 метров.

Состав зданий с портальным стальным каркасом

1. Первичный каркас: поперечные жесткие рамы (включая средний и концевой жесткий каркас), балки перекрытий, подкрановые балки, системы поддержки и т. д.
   и т.д.
   3. Ограждающая конструкция: кровельные и стеновые панели;
   4. Вспомогательные конструкции: лестницы, площадки, поручни и др.;
   5. Фундамент.

Основной силовой каркас стальных зданий с портальным каркасом состоит из стальных колонн, кровельных балок и систем крепления. Это считается первичным обрамлением. Панели крыши и стен действуют как оболочка и закрытие конструкции, повышая ее общую жесткость. Кроме того, прогоны крыши и стеновые пояса обеспечивают не только поддержку крыши и стен, но и боковую поддержку основных несущих балок и колонн, образуя вспомогательный каркас.

Основной силовой каркас стальных зданий с портальным каркасом состоит из стальных колонн, кровельных балок и систем крепления. Это первичный кадр. Панели крыши и стен действуют как оболочка и закрытие конструкции, увеличивая общую жесткость. Прогоны крыши и стеновые пояса не только поддерживают крышу и стены, но и обеспечивают боковую поддержку основных несущих балок и колонн, образуя вспомогательный каркас. Размер рамы портала обычно составляет от 9 до 36 метров, поэтому, если ширина боковых колонн различается, их внешние стороны должны быть выровнены.

Рекомендуемая высота рамы портала составляет от 4,5 до 9,0 мм, максимальная высота 12 м при наличии мостового крана.

Для обеспечения надлежащей структурной целостности расстояние между осями сетки колонн в зданиях с портальным каркасом из стали должно составлять от 6 до 9 метров. Кроме того, длина выступа должна определяться исходя из требований конкретного применения и обычно составляет от 0,5 до 1,2 метра.

Конструктивная система портального стального каркаса здания:

1. Поперечная несущая конструкция:

• Поперечная несущая конструкция состоит из стальных балок крыши, колонн и фундамента.
• Эта конструкция служит для поддержки и передачи как вертикальных, так и горизонтальных нагрузок.

2. Продольная конструкция рамы:

Продольная конструкция рамы состоит из продольных колонн, подкрановых балок, раскосов стен, жестких анкерных балок и фундамента. Его назначение — поддерживать устойчивость и жесткость здания по его длине, а также выдерживать и противостоять различным силам, таким как продольные ветровые нагрузки, горизонтальные нагрузки от крана, термические напряжения и сейсмические воздействия, действующие на фронтон и крышу.

3. Конструкция крыши

1). Кровельная панель рассчитана на то, чтобы выдерживать как горизонтальные, так и вертикальные ветровые нагрузки на крышу. Обычно изготавливается из одноцветного металлического листа или сэндвич-панелей.

2). Прогон служит опорной конструкцией для кровельной панели и может воспринимать как вертикальные, так и горизонтальные ветровые нагрузки, передаваемые от кровельной панели.

3). Жесткая балка рамы является важным несущим компонентом, отвечающим за вес конструкции крыши и любую временную нагрузку, передаваемую от панели крыши.

4. Стеновая конструкция

1). Панели наружных стен, к которым относятся вертикальные и фронтонные стены, в первую очередь отвечают за устойчивость к ветровым нагрузкам. Эти панели обычно изготавливаются из одноцветных металлических листов или сэндвич-панелей.
2). Стеновой пояс предназначен для восприятия как вертикальных, так и горизонтальных ветровых нагрузок, передаваемых стеновой панелью.

5. Крепление

Тип: Горизонтальное крепление крыши, стеновое крепление.

1). Горизонтальные связи крыши состоят из поперечных связей крыши, анкерных балок и раскосов. Его основная функция заключается в повышении общей жесткости крыши.
2). Раскосы стен выполняются для повышения устойчивости конструкции каркаса стены.

Применение:
1). Повышение жесткости конструкции внутреннего пространства здания.
2). Гарантированная устойчивость конструкции.
3). Передать ветровую нагрузку, тормозную нагрузку крана и сейсмическую нагрузку на несущие элементы.

Внешние нагрузки воздействуют на оболочку конструкции. Вторичная конструкция переносит вертикальные и боковые силы на боковую портальную раму первичной конструкции. Устойчивость рамы портала к внешним воздействиям зависит от ее жесткости. Распорки крыши и стен передают на фундамент продольные ветровые нагрузки.

Конструктивная схема зданий с портальным стальным каркасом

Требования к зданию определяют расстояние между пролетами и колоннами при проектировании стального каркаса портала. Следовательно, критическими факторами, которые следует учитывать при архитектурном проектировании, являются компоновка системы крепления и определение диапазона температур.

Для учета воздействия температуры продольные температурные сечения портальных зданий со стальным каркасом не должны превышать 300 м, а поперечные температурные сечения не должны превышать 150 м. Когда размер температурной секции превышает предел, необходимо использовать температурные компенсаторы. Эти соединения могут быть достигнуты путем установки двойных колонн или изменения вторичного каркаса.

Основные принципы устройства раскосов:

1. Расстояние между раскосами обычно составляет 30–40 м и не должно превышать 60 м

2. Горизонтальные связи крыши и стены, расположенные между одной и той же колонной, обеспечивают формирование геометрически неизменной системы и повышают общую жесткость конструкции здания;
3. Если раскосы крыши расположены между вторыми колоннами, между первыми колоннами следует установить жесткие стяжки.

5. Наклонный стержень 45° может наиболее эффективно передавать горизонтальные нагрузки. Когда угол однослойной распорки слишком велик из-за высокой колонны, следует установить двухслойную или трехслойную распорку стены;

6. Жесткие стяжки должны быть предусмотрены в точках поворота, таких как вершины колонн и коньки крыши. Продольные жесткие стяжки должны обеспечивать конструкцию в продольном направлении в узлах раскосов фермы;

7. Жесткая стяжка портальных зданий со стальным каркасом может использовать прогон в соответствующем положении. Стяжка предоставляется, когда жесткость или несущая способность недостаточны.

Последовательность установки стальной конструкции портала:

1. Установка стальной колонны
   Сначала закрепите анкерные болты, и стальная колонна устанавливается на фундамент путем соединения с анкерными болтами.

2. Установите анкерную балку между стальными колоннами.

3. Соберите стальную балку
Стальные балки следует соединить высокопрочными болтами на земле и собрать.

4. Установите прогон между двумя фермами крыши, чтобы сформировать устойчивую рамную систему.

Последовательность установки: начните с двух жестких рам, поддерживаемых между колоннами возле фронтона. Установите прогоны, раскосы, раскосы и т. д.

Установите их последовательно по направлению к другому концу птичника, начиная с двух жестких рам.

Факторы портальных стальных каркасных зданий, учитываемые при проектировании:

1. Нормативы по величине нагрузки

Постоянная нагрузка

Программное обеспечение для проектирования генерирует собственный вес портального стального каркасного здания, который рассчитывает нагрузки на крышу, прогоны , распорки и другие компоненты, основанные на фактическом дизайне. Кровельные и стеновые панели могут быть либо гофрированными одноцветными листами, либо сэндвич-панелями с изоляционными материалами, такими как пенополистирол, полиуретан, минеральная вата, стекловата и т. д. Конкретные материалы, используемые в конструкции, должны быть объединены для определения нагрузки крыша и стены.

Переменная нагрузка

Переменная нагрузка включает живые крыши, золу, кран, сейсмические воздействия, ветер и другие факторы. Согласно «Техническим спецификациям для легких стальных конструкций с портальным стальным каркасом» (CECS102: 2002), временная нагрузка на крышу должна составлять 0,5 кН/м2. Однако, если площадь нагрузки превышает 60 м2, можно применить понижающий коэффициент 0,6, в результате чего расчет типичной стальной рамы составит 0,3 кН/м2.

2. Минимальное количество стали

Основная стальная рама и прогоны составляют более 90% расхода стали в зданиях с портальным стальным каркасом. Более того, расстояние между колоннами значительно влияет на расход стали при одинаковых условиях нагрузки. Статистические анализы показывают, что рекомендуемое расстояние между колоннами составляет 6-8 м, а пролет не должен превышать 36 м. Прогоны должны быть изготовлены из тонкостенной стали типа C и Z, а для стальных каркасов обычно используются Н-образные профили.

Особенности зданий Portal Steel Frame

Меньший расход стали и легкий вес

Здания с портальным стальным каркасом состоят из легких и многофункциональных новых кровельных и стеновых материалов, интегрированных с гидроизоляцией и ограждением, что значительно снижает вес самой конструкции. Несущие компоненты, как правило, изготовлены из высокопрочной стали, что позволяет снизить вес конструкции. Обычно вес стальной рамы портала составляет всего 1/8-1/10 веса железобетонной конструкции и 1/2-1/3 веса обычной стальной конструкции, что полностью отражает преимущества новых материалов.

Высокая скорость строительства

Высокая степень индустриализации, короткие сроки строительства и простота изготовления стальной конструкции. Поскольку основные компоненты, такие как балки и колонны стального каркаса портала, формируются и изготавливаются на заводе, они собираются на месте в соответствии с требованиями, что ускоряет ход строительства и сокращает сроки строительства.