Проектирование и строительство цехов из металлокаркаса

Основой для проектирования производственных зданий и сооружений является основной технологический процесс, который будет реализован после готовности объекта к эксплуатации. Металлические каркасы однозначно используются также для строительства промышленных зданий в сейсмически неблагополучных районах.

Основными элементами стального каркаса являются колонны, фермы, обвязочные и подкрановые балки.

В зависимости от поперечного сечения колонны подразделяют на:

1. Сплошные, постоянного или переменного сечения.

2. Решётчатые или сквозные.

3. Раздельные.

Колонны обязательны для всех видов цехов, независимо от наличия или отсутствия в них кранового транспорта. Соединения элементов колонн обычно выполняют сварными, но для тяжёлых режимов эксплуатации их предусматривают клёпаными. Сквозная колонна с переменных поперечным сечением состоит из наколонника, среднего стержня и базы. Колонны чаще всего выполняются из нескольких видов прокатного профиля – швеллера, уголка, двутавра или полосы – которые связываются между собой посредством накладок. Подкрановые балки опирают на колонны с постоянным сечением через специально предусмотренные консоли, а на колонны с переменным сечением – используя имеющиеся уступы.

Сплошные колонны легче в монтаже, но характеризуются повышенным расходом металла. Область их применения – здания без мостовых кранов, либо с кранами грузоподъёмностью до 20 т.

С целью разделения производственных нагрузок устраивают раздельные колонны, которые обеспечивают наиболее эффективное использование материала.

Нагрузка от колонн на фундаменты передаётся через башмаки, крепление которых производится при помощи анкерных болтов. 

Обвязочные балки используют в проектах цехов большой длины. Они обеспечивают продольную устойчивость каркаса производственного здания и представляют собой сплошной швеллер или двутавр постоянного или составного профиля.

• Разрезные;

• Неразрезные;

• Сплошные;

• Решётчатые.

Наиболее распространены подкрановые балки разрезного типа: они, хотя и отличаются повышенным расходом металла, зато удобнее в монтаже, и обеспечивают улучшенные условия эксплуатации подкрановых путей. При лёгких условиях эксплуатации  надземного транспорта используют решётчатые подкрановые балки, обеспечивающие более эффективное использование прокатного профиля и имеющие меньший собственный вес.

Монтаж подкрановых балок выполняют с использованием сварки, сборки болтовыми соединениями или клёпки (последний способ характерен для каркасов, испытывающие повышенные эксплуатационные нагрузки).

Крановые рельсы, которые устанавливаются на подкрановых балках, обязательно снабжают тормозными фермами. Размеры подкрановых путей определяются в зависимости от типоразмера мостового крана или кран-балки мостового исполнения.

Выбор типа и конструкции  ферм зависит от назначения и объёмно-планировочного решения строящегося цеха. Чаще всего изготавливают фермы таких типов:

• С параллельными поясами (в подстропильных конструкциях зданий с плоской крышей);

• Полигональные (для покрытий с рулонной кровлей);

• Треугольные (для небольших цехов с крутыми скатами крыш).

Полигональные фермы унифицированы по размерам производственных пролётов (от 18 до 36 м) и имеют стандартное значение уклона (1:8). Фермы с размерами пролётов более 36 м (но до 90 м) изготавливают по индивидуальному заказу, а для цехов с ещё большей площадью используют павильонную или купольную застройку с применением стальных арок.

Применяются для обустройства несущих конструкций. В сравнении с фермами или балками имеют меньшую массу, повышенную жёсткость, но требуют увеличения ширины колонн. Число пролётов для рам не ограничивается.

С целью обеспечения необходимой жёсткости металлоконструкций в поперечном направлении  в каркасе предусматривается система связей. Их выполняют горизонтальными, вертикальными или комбинированными. Связи располагают вдоль рядов колонн, от нижнего до верхнего пояса крайних панелей ферм. Соединение стальных элементов связей выполняют только сваркой.