Усовершенствованный металлический каркас одноэтажных гражданских многопролетных зданий

Варачев И.В.

студент магистратуры группы

ФГБОУ ВПО «Ижевский государственный технический университет имени М.Т. Калашникова»

Город Ижевск

УСОВЕРШЕНСТВОВАННЫЙ МЕТАЛЛИЧЕСКИЙ КАРКАС ОДНОЭТАЖНЫХ ГРАЖДАНСКИХ МНОГОПРОЛЕТНЫХ ЗДАНИЙ

Аннотация: В статье описан усовершенствованный металлический каркас одноэтажных гражданских многопролетных зданий.

Ключевые слова: усовершенствованный металлический каркас, многопролетные здания, гражданские здания.

В настоящее время велика потребность в легких одноэтажных многопролетных гражданских зданиях, которые используются в качестве центров оптовой торговли, логистических центров, торгово-развлекательных комплексов. Конструктивная схема этих зданий включает вертикально установленные колонны, защемленные на фундаментах, подстропильные и стропильные фермы и профилированный настил, уложенный по однопролетной или многопролетной схеме с образованием жесткого диска по покрытию [1].

Указанные здания имеют значительную протяженность в обоих направлениях, увеличенный шаг расстановки колонн и эффективное покрытие, включающее подстропильные и стропильные фермы из гнуто-сварных профилей, по которым уложен профилированный стальной настил. Специфика эксплуатации данных зданий требует обеспечения свободной планировки, поэтому, несмотря на увеличенный шаг установки колонн, максимально исключается устройство специальных элементов связей, обеспечивающих пространственную жесткость стального каркаса.
Анализ опыта строительства показывает, что данная конструктивная схема заимствована из широко распространенных унифицированных схем легких многопролетных схем промышленных зданий, например «Молодечно» [2], «Лэндмарк» и др. Простой перенос этих решений без учета специфики гражданских зданий не позволил в полной мере обеспечить их эффективность как по расходу стали, так и по стоимости.

С учетом требований, предъявленных к гражданским зданиям, а также с использованием достижений в области оптимального проектирования по выбору параметров, таких как пролет, шаг конструкций, высота и габариты был разработан новый более эффективный металлический каркас для рассматриваемого класса зданий [3].  

Новое конструктивное решение [4] (рис. 1) предусматривает замену как подстропильных, так и части стропильных ферм, расположенных по оси колонн, на подкосно-балочную конструкцию. В этом случае каркас здания также включает колонны, жестко закрепленные в двух направлениях на фундаменте, подстропильные конструкции, состоящие из балок и подкосов и стропильные конструкции. Стропильные конструкции, установленные по оси колонн, включают балки и подкосы, а остальные стропильные конструкции могут быть выполнены по типу ферм. По стропильным конструкциям уложен и прикреплен профилированный настил с образованием жесткого диска.

[pic 1]

Рис. 1. Конструктивное решение каркаса с заменой подстропильных ферм и части стропильных ферм на подкосно-балочную конструкцию: 1 – балка подстропильной части; 2 – подкос подстропильной части; 3 – колонна; 4 – подкос стропильной части; 5 – балка стропильной части; 6 – стропильная ферма; 7 – стальной профилированный настил; 8 – фундамент

Новаторством данного конструктивного решения является частичный переход от сложных ферменных конструкций к более простым балочным. Если принять, что высота стропильной фермы в среднем равняется 2.0-2.2 м [5], то при прочих равных условиях высота балочной конструкции не будет превышать 0.6-0.8 м. Таким образом, неиспользуемый объем межферменного пространства здания сокращается до 60%, следовательно снижаются затраты на отопление в зимний период и увеличивается «полезный» объем здания. Также, с точки зрения архитектуры, придается эстетическая выразительность конструкциям здания за счет применения балочных конструкций и исключения громоздких, нависающих над головой нижних поясов стропильных ферм и системы горизонтальных связей.