Стальные конструкции покрытий в общем случае состоят из следующих элементов: стропильных конструкций; подстропильных конструкций; прогонов (в покрытиях с прогонным решением); фонарных конструкций; связей. Стропильные конструкции проектируют, главным образом в виде стропильных ферм. Стропильные конструкции балочного типа обычно требуют большей затраты металла и поэтому к применению допускаются:
• в зданиях с каркасом из несущих сплошностеичатых рам при пролетах шириной до 24 м;
• при ограниченной высоте покрытия (до 1,5 м);
• при малой величине перекрываемого пролета.
Стропильные конструкции из тонкостенных балок с отношением высоты стенки к толщине 250 - 500 можно применять при пролетах до 30 м.
Покрытия типа структур могут использоваться для зданий павильонного типа при отсутствии значительных сосредоточенных нагрузок на покрытия. При этом необходимо учитывать их повышенную стоимость по сравнению с плоскостными конструкциями.
Подстропильные конструкции следует проектировать в виде стержневых систем. Применение балок возможно при их длине до 12 м и малой высоте стропильных ферм на опоре (например при опирании на колонны в уровне верхнего пояса), а также при комплектации со стропильными конструкциями балочного типа.
Прогоны являются необходимым элементом покрытия в сочетании с легкими ограждающими конструкциями (кровля по стальному оцинкованному настилу, экструзионным плитам, из асбестоцементных волнистых листов и др.).
Фонарные конструкции - фонари световые, светоаэрационные, аэрационные рекомендуется применять типовые. Фонари индивидуальной проектировки допускаются только в технически обоснованных случаях. Соответствующий тип фонаря принимают в зависимости от характера производства.
Связи покрытий должны обеспечивать: устойчивость отдельных конструкций и их элементов; восприятие передаваемых на них ветровых, сейсмических, крановых и других нагрузок; удобные и надежные условия монтажа конструкций; пространственную жесткость и неизменяемость каркаса здания.
Все заводские соединения составных элементов конструкций покрытий надлежит выполнять сварными с применением полуавтоматической и автоматической сварки. Монтажные соединения рекомендуется осуществлять на болтах, в том числе высокопрочных.
Разработка проектной документации всех элементов покрытий требует повышенного контроля за соответствием расчетных предпосьшок, положенных в основу проекта, фактическому исполнению конструкций в рабочих чертежах и в натуре (шарнирное или жесткое опирание, разрезность или неразрезность конструкции, меры антикоррозийной защиты, выполнение других требований СПиП и нормативных документов).
При проектировании покрытий зданий, строительные параметры, нагрузки и районы строительства которых соответствуют принятым в действующих сериях
типовых конструкции покрытии, предпочтительней использовать проверенные практикой типовые проекты.
7.2. Нагрузки
При расчете конструкций покрытий необходимо учитывать постоянные, временные длительные, кратковременные и особые нагрузки.
К постоянным нагрузкам относится вес несущих и ограждающих конструкций покрытия (стропильные, подстропильные, фонарные конструкции, прогоны, связи, кровля).
Временные длительные нагрузки включают в себя: вес стационарного технологического оборудования (крышные вентиляторы, вентиляционные камеры, ленточные транспортеры, конвейеры, трубопроводы с заполнением и т.п.); вес отложений производственной пыли; вес слоя воды на водонаполненных плоских покрытиях.
К кратковременным нагрузкам относятся: снеговые нагрузки; ветровые нагрузки; нагрузки от подвижного подъемно-транспортного оборудования (подвесных кранов, тельферов) и мостовых опорных кранов; монтажные нагрузки.
К особым нагрузкам относятся: сейсмическое воздействие; воздействие просадок основания, обусловленных коренным изменением структуры грунта (нри жестком - рамном соединении конструкций покрытий с колоннами).
Значения нормативных снеговых и ветровых нагрузок принимают по СПиП 2.01.07-85 «Нагрузки и воздействия»; нагрузки от элементов кровли, подвесных кранов, фонарных конструкций и т.н. устанавливают но соответствующим нормативным документам, справочникам или по строительному заданию.
7.3. Расчетные нредносылки
Расчет конструкций покрытия следует производить на совместное действие всех нагрузок, при этом необходимо различать:
• основные сочетания нагрузок, состоящие из постоянных и одной кратковременной нагрузки, значение которой принимают без снижения;
• основные сочетания нагрузок, состоящие из постоянных, а также временных длительных и кратковременных нагрузок (независимо от их числа), в этом случае значения временных длительных и кратковременных нагрузок должны умножаться на коэффициенты сочетаний \/ , равные соответственно 0,95 и 0,9;
• особые сочетания нагрузок, состоящие из постоянных, временных длительных, кратковременных и одной из особых нагрузок. Если особой нагрузкой является воздействие просадок основания, то значения временных длительных и кратковременных нагрузок, принятые для основного сочетания, должны учитываться с коэффициентами соответственно 0,95 и 0,8. Если особой нагрузкой является сейсмическое воздействие - величины нагрузок но основному сочетанию должны бьггь умножены на коэффициент, равный:
для постоянных нагрузок - 0,9;
для кратковременных длительных нагрузок - 0,8;
для кратковременных нагрузок на покрытие - 0,5. Расчет на особые сочетания нагрузок следует производить в дополнение к расчету на основные сочетания нагрузок. При расчете конструкций на монтажные случаи загружения кратковременные нагрузки следует принимать с коэффициентом 0,8.
Расчет конструкций покрытия на прочность и устойчивость производят по расчетным нагрузкам. Расчетные нагрузки определяют умножением значений нормативных нагрузок, принятых с учетом вышеуказанных коэффициентов, на коэффициенты надежности по нагрузке 7/ и надежности по назначению зданий у„ приведенные в табл.7.1 и 7.2.
Таблица 7.1. Значение коэффициентов надежности по нагрузке
Коэффициент
Вид конструкции или нагрузки
надежности по
нагрузке у
Металлические конструкции
1,05
Железобетонные плиты покрьтгий
Изоляционные и выравнивающие слои (плиты, материалы в рулонах,
засыпки, стяжки и т.п.) выполняемые:
в заводских условиях
на строительной площадке
Вес стационарного оборудования
1,05
Вес изоляции стационарного оборудования
Вес заполнения трубопроводов:
жидкостями
суспензиями, щламами, сыпучими телами
Снеговая нагрузка:
q/S(, - 0,8 и более
q/s(, - менее 0,8
(q - нормативный вес покрытия, включая вес стационарного обору-
дования, So - нормативный вес снегового покрова)
Ветровая нагрузка
Крановая нагрузка
Примечание: В случае, когда снижение значений постоянной нагрузки может ухудщить условия работы конструкций, следует провести дополнительный расчет, принимая коэффициент надежности по нагрузке 0,9 (например при проверке растянутого от веса покрьтгия пояса стропильной фермы на рамную сжимающую силу)
Таблица 7.2. Значение коэффициента надежности по назначению зданий
Класс ответственности
Коэффициент надежности по назначению уд
Класс I
Основные здания объектов, имеющих особо важное народнохозяйственное и (или) социальное значение, такие как: главные корпуса ТЭС, АЭС, центральные узлы доменных печей, крытые спортивные сооружения с трибунами, здания театров, кинотеатров, цирков, крьтгых рынков и т.п.
Класс II
Здания объектов, имеющих важное народнохозяйственное и (или) социальное значение (объекты промышленного, сельскохозяйственного, общественного назначения, не вощедщие в I и III классы)
Класс III
Здания и сооружения объектов, имеющих ограниченное народнохозяйственное и (или) социальное значение, такие как: склады без процессов сортировки и упаковки для хранения сельскохозяйственных продуктов и сырья (удобрения, химикаты, уголь, торф и др.), временные здания (со сроком службы до 5 лет допускается принимать Уд = 0,8) и т.п.
