| Категория зданий или сооружений | Предельное расстояние от торца блока до оси ближайшей вертикальной связи, в м | Предельная длина блока (вдоль здания), в м | Предельная ширина блока (здания), в м |
| Отапливаемые здания Неотапливаемые здания и горячие цехи |
Температурные швы принято устраивать на парных колоннах. Все продольные элементы каркаса (подкрановые и тормозные балки, прогоны, элементы связей, плиты ограждений, элементы фахверка и др.) в месте температурного шва должны быть разрезаны. Расстояния между осями примыкающих к температурному шву колонн и осью температурного шва следует принимать равным 500 мм.
Пример разбивки колонн двухпролетного здания показан на рис. 1.3.
Размеры элементов рамы, фонаря
И подкрановых балок
В задании на разработку курсового проекта устанавливаются следующие основные данные: длина и ширина здания, размеры пролетов, отметки головок крановых рельсов, а также указывается район строительства здания. Остальные размеры элементов каркаса студент должен определить самостоятельно.
Прежде всего, следует установить величину параметра 
— расстояния от головки кранового рельса до низа конструкций покрытия (рис. 1.1). Наименьшее значение этого параметра можно определить по формуле:
,
где 
- габаритный размер крана по высоте (табл. 16, 17 и 18 приложения);
- размер между верхом габарита крана и низом покрытия, принимаемый не менее 
мм. Этот размер учитывает прогиб конструкций покрытия, выступающие их части и обязательный зазор 100 мм в соответствии с требованием стандартов на краны.
Расстояние от уровня пола до головки кранового рельса 
устанавливается в задании на проектирование.
Высоту цеха от пола до низа конструкций получим, как
или
,
где 
- высота от пола до головки подкранового рельса;
- расстояние от головки кранового рельса до низа фермы.
Размеры колонн. Расстояние между разбивочной осью и наружной гранью колонны (рис. 1.1) в соответствии с принятыми правилами привязки колонн к разбивочным осям устанавливается равным 250 или 500 мм. Возможна также и нулевая привязка.
Ширину верхней части колонны 
обычно принимают 500 или 1000 мм. Размер 500 мм рекомендуется принимать при шаге основных рам 6 м и кранах грузоподъемностью до 
включительно; при шаге рам 12 м — грузоподъемностью до 
. Размер 1000 мм следует назначать при кранах большей грузоподъемности. Если для колонн применена низколегированная сталь, размер 1000 мм целесообразно принимать при кранах 
и более.
В необходимых случаях, когда размер 500 мм для ширины верхней части колонны недостаточен, а 1000 мм излишен, может быть назначен размер 750 мм, но и в этом случае размер 
(рис. 1.1) должен быть равен 250 или 500 мм.
В зданиях тяжелого режима работы по требованиям техники безопасности вдоль подкрановых балок должен быть предусмотрен проход шириной 400 мм. При ширине верхней части ступенчатой колонны 
он устраивается между колонной и подкрановой балкой (рис. 1.4, а); при ширине 
— в теле колонны (рис. 1.4, б).
Рис. 1.4. Схемы проходов вдоль подкрановых путей при ширине верхней части колонны: а) при ; б) при - проход шириной 400 мм
Ширина верхней части колонны 
не должна быть менее 
.
Ширина нижней части ступенчатой колонны 
зависит от принятого размера 
и от расстояния между разбивочной осью колонны и осью подкрановой балки 
, и равна их сумме. Размер 
унифицирован и равен 750 мм для кранов общего назначения грузоподъемностью от 50 до750 кНвключительно и 1000 мм для кранов грузоподъемностью 1000 кН и больше. Для колонн средних рядов 
По соображениям жесткости принимается 
.
Установив ширину верхней и нижней частей колонны, следует убедиться в том, что верхняя часть колонны не мешает проходу крана. Для этого необходимо: выдержать требование
для колонн крайних рядов и
для колонн средних рядов,
где 
- расстояние между осью подкрановой балки и торцом крана (табл. 16, 17 и 18 приложения); 
- минимальный зазор, принимаемый длякранов грузоподъемностью от 5 до 50 т равным 60 мм и для кранов грузоподъемностью от 75 до 250 т - 75 мм.
В случае, если указанные (условия не будут выдержаны, необходимо увеличить ширину нижней части колонны крайних рядов на 250 мм, а средних рядов на 500 мм.
Для расчета рамы необходимо знать высоту от низа базы колонны до подкрановой площадки 
и высоту от подкрановой площадки до низа конструкций покрытия 
.
Чтобы определить эти размеры, следует предварительно задаться величиной заглубления колонны и в случае, если расчет рамы выполняется раньше расчета подкрановой балки, высотой ее (включая крановый рельс). Ориентировочно высоту подкрановой балки можно принять равной: 
, где В — шаг основных рам (пролет подкрановой балки). Больший размер 
рекомендуется принимать при В = 6 м и меньший 
— при 
Для подкрановых балок пролетом 12—18 м при кранах средней и малой грузоподъемности возможно уменьшить высоту балки до 
.
Заглубление колонн, 
когда к колоннам не примыкают фундаменты оборудования, приямки и т.п., а какие-либо другие требования отсутствуют, принимается равным 
.
Определив высоту подкрановой балки с крановым рельсом 
, наименьшее значение 
, заглубление колонн 
, а также зная 
можно найти высоту нижней и верхней части колонны:
,
где 
- высота подкрановой балки (по расчету) с учетом высоты подкранового рельса;
- габаритный размер крана по высоте, принимаемый по стандартам на мостовые краны.
Размеры ригеля. Высота трапецеидальной стропильной фермы на опоре, используемой в качестве ригеля, принимается одинаковой для ферм всех пролетов (от 24 до 42 м) и равной 
(в обушках) по разбивочной оси. Высота фермы в середине пролета зависит от уклона верхнего пояса, который, как уже упоминалось, принимается 1/12 или 1/8.
Решетку ферм рекомендуется принимать треугольной системы с дополнительными стойками и первым восходящим раскосом.
Размер панели по верхнему поясу принимается унифицированным, равным 3 м. При укладке крупноразмерных железобетонных плит шириной 1,5 м возможно применение шпренгельной решетки, тогда панель по верхнему поясу фермы будет равна 1,5 м.
Размеры фонаря. Фонари предназначаются для целей освещения, для освещения и аэрации или только для аэрации.
Ширину фонарей, предназначенных для освещения, можно принимать одинаковой и равной 12 м при ширине цехов от 24 до 42 м. Для аэрационных фонарей ширина может быть принята 6 или 12 м.
Высота фонаря равна сумме: нижнего бортового ограждения, светового проема и верхнего бортового ограждения. Ширина светового проема обычно определяется в результате светотехнического расчета. В курсовом проекте ее можно назначать, принимая для пролетов: 24 метра - 
; 30 и 36 метров — 
; 42 метра — 
. Ширину нижнего бортового ограждения можно принимать 0,6÷0,8 м и верхнего 0,2 м.
Не следует забывать, что торцы фонаря не совмещаются торцами цеха, а отстоят от них на один шаг колонн крайних рядов.
Все размеры, проставленные на рис. 1.1, должны быть нанесены на аналогичный чертеж в пояснительной записке.
СХЕМЫСВЯЗЕЙ
Связи предназначаются для создания жесткости каркаса, обеспечения устойчивости элементов конструкций, восприятия тормозных и ветровых усилий, создания условий пространственной работы каркаса, обеспечения необходимых условий монтажа элементов сооружения.
Связи шатра (покрытия)
Стропильные фермы обладают большой жесткостью в вертикальной плоскости и очень малой в горизонтальной. Для нормальной работы ферм в системе каркаса необходимо позаботиться о том, чтобы они были надлежащим образом закреплены. Достигается это постановкой горизонтальных и вертикальных связей, образующих вместе со стропильными фермами жесткую пространственную конструкцию.
Горизонтальные связи представляют собой фермы с параллельными поясами. Пояса у них общие с поясами стропильных ферм или один из них (при шаге ферм 12 м) специально запроектирован, решетка в большинстве случаев принимается крестовая, с раскосами из одиночных уголков, способных воспринимать только растягивающие усилия. Горизонтальные связи различают поперечные и продольные.
Связи по верхним поясам ферм. В плоскости верхних поясов ферм применяют только поперечные связи (рис. 1.5, а, б, в). При шаге ферм 6 м их рекомендуется выполнять по рис. 1.5, а; при шаге 12 м — по рис. 1.5, б или 1.5, в. Назначение поперечных связей, расположенных в плоскости верхних поясов стропильных ферм, состоит главным образом в обеспечении устойчивости верхних сжатых поясов стропильных ферм при работе из плоскости ферм. Размещают их на расстоянии примерно 60 м друг от друга. При применении в кровле крупноразмерных железобетонных плит, укладываемых на верхние пояса ферм и привариваемых к ним, это расстояние может быть увеличено. Обычно поперечные связевые фермы устанавливаются у торцов здания и у температурных швов.
Панель связевой фермы обычно принимают равной двум панелям стропильной фермы, развязывая, таким образом, верхние пояса стропильных ферм через узел. Стропильные фермы, расположенные в промежутках между поперечными связевыми фермами, раскрепляют прогонами, распорками, железобетонными плитами или щитами кровли. В беспрогонном решении до укладки всех плит на фермы и приварки их к поясам последние удерживаются только распорками, расстояние между, которыми определяется предельной гибкостью поясов стропильных ферм по формуле
,
где 
— радиус инерции сечения пояса относительно вертикальной оси;
- предельная гибкость стержня.
Связи по нижним поясам стропильных ферм проектируют как системы поперечных и продольных связевых ферм, располагаемых по контуру цеха или температурного отсека (рис. 1.5, г, д, е).
Поперечные связевые фермы у торцов здания предназначены для восприятия ветровой нагрузки со стороны торца здания, передаваемой стойками торцового фахверка.
Продольные связевые фермы соединяют отдельные плоские рамы каркаса в жесткую пространственную систему, создавая условия для перераспределения местных нагрузок (крановых моментов и сил поперечного торможения кранов).
При беспрогонном решении покрытия, когда кровля запроектирована из крупноразмерных железобетонных плит, пространственная жесткость каркаса резко повышается в результате создания жесткого диска кровли. В таких зданиях при кранах грузоподъемностью до 30 т включительно продольные связи можно не предусматривать. В многопролетных цехах продольные связи по внутренним рядам колонн можно либо вовсе не ставить, либо ставить их только с одной стороны ряда [1, рис. XIV.5, а] или по схеме [1, рис. XIV.5, б].
Горизонтальные связи по фонарю приведены на рис. 1.5, ж, з, и.
Вертикальные связи предназначаются для удержания ферм в проектном (вертикальном) положении. Их устанавливают на опорах и в пролете стропильных ферм. На опорах вертикальные связи устанавливают лишь в случае, когда стропильные фермы имеют опорную стойку. В пролете в большинстве случаев вполне достаточно установить один ряд вертикальных связей по средней (коньковой) стойке. При больших пролетах стропильных ферм (36 м и более) и, особенно, когда нет продольных связей в плоскости нижних поясов ферм, полезно поставить в пролете два, а то и три ряда вертикальных связей.
Наиболее простая схема вертикальных связей (при шаге ферм 6 м) изображена на рис.1.6, а. Однако для монтажа более удобны связи, схема которых представлена на рис. 1.6, б или в. При шаге стропильных ферм 12 м вертикальная связь проектируется в виде фермы с параллельными поясами. Решетка может быть крестовой или треугольной (см. рис. 1.6, г). По длине здания вертикальные связи устанавливаются обычно в местах, где поставлены поперечные горизонтальные связевые фермы, т. е. примерно через 60 м. Промежуточные стропильные фермы закрепляют распорками.
Рис. 1.6 Вертикальные связи шатра: а,б,в – при шаге ферм 6 м; г – при шаге ферм 12 м
Связи между колоннами
Эти связи предназначены для создания продольной жесткости каркаса и закрепления колонн из плоскости рамы, а также для восприятия сил продольного торможения кранов и давления ветра на торцы здания.
В верхней (надкрановой) части колонн при жестком сопряжении ригеля с колоннами применяют две вертикальные связи: верхнюю в плоскости шатра и нижнюю между нижними поясами стропильных ферм и тормозными балками.
а) б)
Рис. 1.7. Связи между колоннами при шаге 6 м: а – в виде одного креста; б – в виде двух крестов
При шаге колонн 6 м верхнюю вертикальную связь проектируют в виде креста или двухпанельной фермочки одинаковой высоты со стропильными фермами на опоры, нижнюю — в виде креста или диагонали (рис. 1.7). При шаге колонн 12 ж и более верхнюю связь проектируют в виде фермы, нижнюю — в виде креста или подкосов (рис. 1.8).
Вертикальные связи в верхней части колонн устанавливают у торцов здания, у температурных швов и в средней части температурного отсека, как правило, между осями, где поставлены поперечные связи шатра.
а) б)
Рис. 1.8. Связи между колоннами при шаге 12 метров: а – в виде креста; б – в виде портала
В нижней части колонн связи устанавливают между подкрановой балкой и базой колонны. При шаге колонн 6 м и 
целесообразно проектировать связь в виде одного креста (рис. 1.7, а), а при 
— в виде двух крестов (рис. 1.7, б). При шаге 12 м и более ее следует проектировать в виде портала (рис. 1.8, б), но возможно также применение и крестовой связи (рис. 1.8, а).
Для уменьшения усилий в продольных элементах каркаса от температурных воздействий следует размещать связи в нижней части колонн только в середине температурного отсека, под вертикальными связями верхней части колонны, в соответствии с данными табл. 1.1.