[Bonch]

Добрый день, господа проектировщики. Прежде чем окунуться в пучину расчетов, неплохо было бы послушать мнение опытных товарищей в части компоновки и основных преамбул для двух трехэтажных однопролетных промышленных зданий с пролетами 12 и 18 метров соответственно, оборудованных мостовыми (вероятнее всего) кранами на первом этаже, а именно:
1) Конструкция колонн: двух- или трех-ступенчатые, с крановыми консолями или двухветвевыми, или еще какие;
2) Перекрытия: балки или (о ужас) фермы;
3) Узлы сопряжения балок: рамные или шарнирные;
4) Предложения по покрытию (кровля мягкая плоская).
Высота этажей пока неизвестна, но все здание в высоту не лимитируется.
Временная нормативная нагрузка на перекрытия не менее 700 кг/кв.м.
Буду очень благодарен услышать ваши отзывы.

[Vavan Metallist]

Буду очень благодарен тем, кто даст автору дельные рекомендации.
Сам запомню.

[sudakov]

http://dwg.ru/dnl/3434
Хоть и старая книга, но написана очень доходчиво. Найдете много полезного

[024]

Велика ли г/п кранов?

[Bonch]

Пока не известно, ну уж 5-то тонн по любахе...

[024]

Ну если 5 т всего можно на консоли поставить.
Мой вариант: сплошные колонны, сварные балки с жестким соединением с колонной. Кровля плоская мембранная. Все ИМХО.
Перекрывать чем думаете? Плиты ж/б, или монолит?

["bob"]

На пролет 15 и 18 метров в качестве главных балок перекрытия - однозначно фермы. Пояса из двутавров, решетка из ГСП. Можно сварной двутавр, но он менее эффективен по металлоемкости.

Т.к. главная балка в виде фермы будет обладать повышенной жесткостью, и если потребная грузоподъемность не превышает 10тонн, то оптимально применить подвесное крановое оборудование. Если потребная грузоподъемность превышает 10тонн, тогда опорный кран, на дополнительной эстакаде. Дополнительный момент от крановой нагрузки в случае применения консоли на колонне ни к чему.

Конструкция колонн будет напрямую зависеть от типа сопряжения главных балок с колоннами. Если делать шарнирным, то возможно обойдется и одноветвевыми, коэффициенты расчетных длин при этом для каждого яруса следует определять как для трехступенчатой колонны. Если делать жесткое сопряжение, то изгибная жесткость колонны также поползет в сторону увеличения, тогда колонны эффективнее сделать двухветвевыми.

Покрытие кровли я бы сделал плоским, в составе: профилированный настил, жесткий минераловатный утеплитель, ПВХ-мембрана. В данном составе надежно решаются узлы проходок через кровлю, да и жесткий диск не помешает.

Не ошибитесь с постоянными нагрузками на перекрытия, дополнительными нагрузками от оборудования, рабочих жидкостей, агрегатов и т.п.

[Bonch]

to 24: Перекрытия однозначно монолит по профлисту
to bob: по фермам, есть типовые? Крепятся верхним поясом к колонне (подвесные) или нижним? Кровля однозначно плоская, по фермам, прогоны, профлист, утеплитель, мембрана

[024]

Мне тоже интересно, есть ли такие типовые фермы перекрытия? Пока не встречал, думаю придется разрабатывать самим. В Download есть рекомендации по проектированию ферм с поясами из двутавров.
Опирание ферм сделал бы в уровне верхнего пояса (если принимать шарнир)

["bob"]

Типовых ферм нет.
Нижний пояс с восходящим опорным раскосом крепить на колонну шарнирно (фланец на опорное ребро). Верхний пояс шарнирно, на накладках с овальными отверстиями (продольные перемещения верхнего пояса должны быть нестесненными, в противном случае весь момент от продольных сил по поясам перейдет на колонну). Выполнив таким способом сопряжение ты уменьшишь расчетную длину колонны в плоскости рамы.

[024]

Сообщение от "bob" Типовых ферм нет. Нижний пояс с восходящим опорным раскосом крепить на колонну шарнирно (фланец на опорное ребро). Верхний пояс шарнирно, на накладках с овальными отверстиями (продольные перемещения верхнего пояса должны быть нестесненными, в противном случае весь момент от продольных сил по поясам перейдет на колонну). Выполнив таким способом сопряжение ты уменьшишь расчетную длину колонны в плоскости рамы.

Интересно, как будет себя чувствовать монолитное перекрытие при этом?
И почему уменьшится расчетная длина колонны в плоскости?

["bob"]

Монолитное перекрытие будет чувствовать себя прекрасно, ведь расчет по второму предельному состоянию никто не отменял.

Расчетная длина колонны (по сравнению с вариантом шарнирного опирания верхнего пояса на колонну) уменьшится из-за того, что точка приложения вертикальной перерезывающей силы (реакции от фермы) будет находится ниже на величину строительной высоты фермы.

Чтобы принять оптимальное решение нужно хотя бы четыре варианта поперечных рам пролетом 18м рассчитать и сравнить их между собой:
1. Жестко защемленные в фундаментах колонны и главные балки в виде ферм с шарнирно опертым нижним поясом;
2. -"- и главные балки в виде ферм с шарнирно опертым верхним поясом;
3. Шарнирно опертые на фундаменты колонны и главные балки в виде ферм с жестким примыканием к колоннам.
4. Шарнирно опертая на фундаменты трехуровневая рама из сварных двутавров.

[024]

Сообщение от "bob" Монолитное перекрытие будет чувствовать себя прекрасно, ведь расчет по второму предельному состоянию никто не отменял. Расчетная длина колонны (по сравнению с вариантом шарнирного опирания верхнего пояса на колонну) уменьшится из-за того, что точка приложения вертикальной перерезывающей силы (реакции от фермы) будет находится ниже на величину строительной высоты фермы.

По перекрытию я вот по что: как Вы правильно заметили, при шарнирном опирании фермы в уровне нижнего пояса, надо обеспечить свободу перемещения узла верхнего пояса. При этом верхн. пояс не должен тащить за собой перекрытие у края здания. Нужно будет делать подвижное крепление второстепенных балок у края здания. Например как в серии на фермы из уголков, предусмотрено подвижное крепление прогонов на расстоянии 3 м от ряда колонн.

Хотя, если участок перекрытия, находящийся в створе колонн, вывесить консольно, то подвижного соединения второстепенной балки не надо.

По расчетной длине справедливо только для первого этажа, на остальных двух расчетная длина будет такая, же как при опирании фермы в уровне ВП.

[MasterZim]

Более идиотской компоновки за всю жизнь не встречал. Кто придумал эту ахинею? Или это дипломный проект?
15-ти метровый пролет еще можно сделать более менее нормально (были проекты, когда работал в Германии), 18-ти уже проблематично.

[024]

А что там, при 18 м?

[MasterZim]

Сообщение от 024 А что там, при 18 м?

Каркас вообще-то был не в металле а в железобетоне. Тоже однопролетный многоэтажный дом (в нашем случае был двухэтажный дом пролетом 15 метров с покрытием из деревянных ферм идущих с шагом 1200мм - магазин продающий мебель), шаг колонн по крайним осям 6 метров, между ними ж.б. ригели и на них опирались 15-ти метровые ж.б. преднапряженные плиты, имеющие сечение ТТ, плиты были высотой 750 мм, шириной 1500мм, между ребрами 750мм, таким образом получалось сборное перекрытие сечением ТТТТТТТТТТТТТТ. Весь каркас сборный. Дом собирался за пару недель (без учета времени на фундаменты)
А с 18-ти метрами проблема только в том что такие плиты не изготавливались. Стенды на заводе фирмы были для пролетов плит менее 15метров.

[Pete]

Еще плюс к проблемам решения каркаса в металле: соблюдение противопожарных норм!

[vegas]

1. 12 метров-балка. 18м- ферма. Делайте первый этаж жестким (ригель) (там где неизвестные краны).
2. Колонны двухступенчатые сплошные. Ступень после крана.
3. А выше делайте что хотите.
4. Хотите сам сделаю

[Bonch]

Спасибо за отзывы, господа проектировщики.

Сообщение от MasterZim Более идиотской компоновки за всю жизнь не встречал. Кто придумал эту ахинею? Или это дипломный проект?

Неа, отнюдь не диплом . Просто мудовая технология наверное...
Мне вообще везет на такие сараи...
Ну что можно подитожить - мнения неоднозначные, вырисовываются несколько вариантов:
- от 24: сплошные колонны, сварные балки с жестким соединением с колонной, 5 т на консоль;
- от bob: а) жесткий низ, фермы с шарнирно опертым нижним поясом; б) то же с шарнирно опертым верхним поясом; в) шарнир внизу, фермы с жестким примыканием к колоннам; г) шарнирно опертая на фундаменты трехуровневая рама из сварных двутавров;
- от vegas: 12 метров-балка, 18м- ферма, жесткое примыкание ригеля первого этажа, двухступенчатые сплошные колонны - ступень после крана.
Ну что ж, все варианты достойны внимания, вот разве что на трехуровневую раму я пожалуй замахиваться не буду . Остается выяснить г/п крана и решить подвешивать пути, ставить на консоль или ставить на вторую ветвь...
------------------------------------------------------------------------------------------------------
Вот еще что, во многих постах есть упоминание о расчетной длине колонн, я все время нахожусь некоем замешательстве, когда считаю каркасы в Лире. Ну пример, обычное одноэтажное однопролетное здание, с шарнирным ригелем и жесткой заделкой колонн - смело задаю 2 в плоскости, 1(0,8) из плоскости. Теперь возьмем, например, здание с мостовым краном на консолях, так же шарнирным ригелем и жесткой заделкой колонн. И тут возникает два вопроса, нужно ли в Лире объединять участки колонны до и после консоли в конструктивный элемент, и назначать коэффициенты расчетной длины к данному КЭ (1,5 в плоскости, 1(0,8) из плоскости, или объединять их не нужно, и назначать на участок ниже консоли 1,5 в плоскости, 1 из плоскости, а на участок выше консоли - 2 в плоскости и 1 из плоскости??? Ну и соответственно этот вопрос распространится и на описанную выше трехэтажную сарайку...

["bob"]

Сообщение от Bonch Ну пример, обычное одноэтажное однопролетное здание, с шарнирным ригелем и жесткой заделкой колонн - смело задаю 2 в плоскости, 1(0,8) из плоскости. Теперь возьмем, например, здание с мостовым краном на консолях, так же шарнирным ригелем и жесткой заделкой колонн. И тут возникает два вопроса, нужно ли в Лире объединять участки колонны до и после консоли в конструктивный элемент, и назначать коэффициенты расчетной длины к данному КЭ (1,5 в плоскости, 1(0,8) из плоскости, или объединять их не нужно, и назначать на участок ниже консоли 1,5 в плоскости, 1 из плоскости, а на участок выше консоли - 2 в плоскости и 1 из плоскости??? Ну и соответственно этот вопрос распространится и на описанную выше трехэтажную сарайку...

Для варианта без крана коэффициент расчетной длины колонны выбран правильно.
Для варианта с краном, подкрановую часть колонны и надкрановую нужно назначать отдельными конструктивными элементами, с соответствующими коэффициентами расчетной длины. Значения определять как для одноступенчатой колонны (Приложение 6 СНиП II-23-81*). В плоскости рамы у подкрановой части колонны коэффициент расчетной длины обычно больше 2,0, для надкрановой части равен 3,0.

[Антон 1970]

Сообщение от "bob" На пролет 15 и 18 метров в качестве главных балок перекрытия - однозначно фермы.

??? с чего это.
Стропильная балка на высокопрочных болтах, и вообще всё на болтах, современный тренд

[Bonch]

Сообщение от "bob" В плоскости рамы у подкрановой части колонны коэффициент расчетной длины обычно больше 2,0, для надкрановой части равен 3,0.

ммм... серия на колонны под молодечно 1.424.3-7 в.3, п.4.3: "Расчетные длины колонн в плоскости здания приняты с коэффициентом 1,5 к геометрической длине колонны. Расчетные длины колонн из плоскости приняты равными расстоянию от низа колонны до уровня верха подкрановой балки с коэффициентом 0,8..."

[Vladfile]

На 12 и 18 м, хочешь балку,хочешь ферму, тут главное какие возможности у заказчика и наличия металло сортамента на местном рынке. Мостовой кран 5 ,10 т? Сейсмика имеется? Высота здания, какие грунты? Ветровой район?
Если сейсмика или повышенный ветровой район надо смотреть получаемые горизонтальные деформации, и исходя из этого делать сопряжение колонны с ригелем шарнирным или жестким. Если грунты полное Г, лучше сделать колонну с фундаментом шарнирным, но тогда возрастет сечение колонны, за счет увеличенного коэф. расчетной длины.
Колонны лучше всего делать сварные в виде двутавра.Очень удобно. Если иммется возможность изготовить данный продкут.
Один моих примеров:
2-х пролетное, 1-этажное здание.Высота до низа стропильных конструкций около 30 м, пролет одинаковый по 36м.Мостовой кран в первом пролете Q=80т,2шт, во втором пролете Q=32т, 1 шт
Конструкции ригель- ферма.Колонна -составной двутавр, h=1000 и 1200 мм. (крайние и сред колонны).Сопряжение колонны с фермой и фундаментом жесткое.

[Bonch]

Грунты - пески, сейсмика < 6 баллов, ветер - 23 кг/кв.м.
Сварят все, хоть балку, хоть ферму. Про краны и высоту этажей пока не знаю...

[alexfr]

каркас-весь из сварных двутавров, на жестких узлах, иначе по горизонтальным деформациях и при приличной высоте 3-х этажей будут проблемы, если краны тяжелые - подкрановые лучше на приставных стойках.
вообще-то "положено" просчитывать разные варианты компоновки (при наличии денег и времени)
фермы перекрытий - если уж делать - то из спаренных уголков, а не из квадратных труб и поясов-двутавров - усилия будут приличные, компенсационная способность по длине раскосов почти нулевая - и представьте себе после этого несущую способность шва при заплавленном зазоре в 3-4 мм? а второстепенные балки все равно в узлы ферм приводить.
to Vladfile: а какие у Вас были полки на сварных двутаврах? - кажись, обычные двухветвевые колонны были бы раза в 2 полегче при той же жесткости и типовых узлах? вообще-то Bonch интересовался трехэтажным каркасом

[Vladfile]

стенка 10-12 мм, пояса 500х20 мм.
Легче врятли, может быть немного. Просто здания и сооружения которыми Я занимаюсь относятся к объектам энергетики (ТеплоЭлектроСтанции), а там технологических трубопроводов, оборудования -жуть. Поэтому из покон веков, по традиции, проще делать сплошнами составными в виде двутавров. Крепления трубпроводов,распорок намного проще получается. Так как вначале строится коробка, а затем вылизывается внутряшка. Был на одной из станций,так там средняя колонна была из составного двутавра h=2500 мм.
Bonch,давайте полную характеристику по зданию, а там уже можно более менее точно сказать характер расчетной схемы.

[13forever]

А если попробовать сделать так?

[Bonch]

С Рождеством Христовым, господа проектировщики!

Сообщение от Vladfile Bonch,давайте полную характеристику по зданию, а там уже можно более менее точно сказать характер расчетной схемы.

Так, полнее уже наверное не будет . Трех-этажные однопролетные промышленные здания, пролетом 18 и 12 метров, оборудованные краном на первом этаже г/п 5 тонн, высоты этажей в чистоте: I - 7м, II и III - по 4 м. Полезная нагрузка на перекрытия (нормативная) 1 т/кв.м. Сейсмика <6 баллов, ветер 23 кг/кв.м.

Сообщение от 13forever А если попробовать сделать так?

Эээ, верхний пояс третий этаж, нижний пояс - второй этаж??? Я так понимаю? Оригинально, но как быть с технологией?

[13forever]

Bonch все правильно понимаете. верхний пояс третий этаж, нижний пояс второй этаж. В технологии то вся загвоздка. Нужно понимать четче что будет на этих этажах происходить. К примеру в цементной промышленности такие решения вполне обычны. Скажем на высоте 40-50 метров проектировались два перекрытия пролетом 20 метров. под ними мостовой кран грузоподъемностью 80 тонн. Можно вообще сделать одну стойку посередине, и к ней свести два нисходящих, растянутых раскоса, т.е. 5 деталей. Пояса получите что то 40ш1, раскосы и стойки ГСП250х10. Разумеется нагрузку надо стараться сводить в узлы "фермы"

Vladfile прав, нужно более подробно понимать что происходит в здании, какой процесс. быть может такое разделение никого не затронет. Либо сделать такую ферму введя в совместную работу покрытие и скажем 3й этаж, а балку рамы второго этажа подвесить на подвеске, балка будет неразрезной.

[alexfr]

to Vladfile
колонны были бы легче наверняка, да и связей меньше за счет частоты развязки из плоскости. кстати, при двутавре Н=2500 уже гарантировано продольное ребро - ведь стенка почти вся уйдет из работы - Вы ж устойчивость стенки всегда учитываете? Но традиции, тем более с учетом технологичности изготовления - это святое, сам не люблю от них отходить, а уж здесь с учетом кол-ва денег у энергетиков...
я интересовался именно потому, что Ваши здания по описанию - абсолютно стандартные одноэтажные промкоробки на двухветвевых колоннах по всем учебникам для ПГС.

[Bonch]

Технология не позволяет объединять перекрытия в ферму, и попробовал несколько вариантов с рамными узлами и шарнирными, остановился все-таки на втором. Да и пролет к тому же уменьшился на метр, ну и чисто по опорным ребрам балок он стал 16,5м. Вроде и не такая устрашающая балка h=1000...1100, ну конечно не очень экономичная, стенку надо бы повыше, но все равно.
А вот с колоннами это да... Решил прикинуть двухступенчатую, и вот тут-то и пришлось вплотную заняться "любимым" для меня делом - расчетными длинами участков колонн, по приложению к СНиП... И вот коэффициенты полученные, мю, млин, меня неприятно удивили: для нижнего участка (сварной двутавр) - 3.4, для среднего (50Ш1) - 4.3, для верхнего (35Ш1) - 3,0. Такое сочетание коэффициентов вообще может быть???

["bob"]

Сообщение от Bonch Такое сочетание коэффициентов вообще может быть???

Да, такое сочетание и значения коэффициентов расчетной длины для двухступенчатой колонны с шарнирно опертыми ригелями может быть. Выложите расчетную схему, можно будет проверить.
Рационально колонну в первом и втором ярусе сделать одинакового сечения, а третий ярус уже менять на более легкое, т.к. нагрузки от межэтажных перекрытий и от покрытия кровли будут различаться на порядок, заодно можно будет унифицировать опорные узлы главных балок перекрытий.

Если нет сейсмики, то, как вариант можно рассмотреть еще одну конструктивно-силовую схему каркаса, в виде трех П-образных жестких рам, опертых друг на друга и на фундаменты шарнирно.

Укрупнительные стыки главной балки перекрытия, если вы в конечном итоге выберите сварной двутавр, или соединение поясов из прокатных двутавров, если будет ферма, крайне желательно делать фрикционными (накладки и высокопрочные болты) а не фланцевыми, проще в монтаже и надежнее.

[Bonch]

Проверил по дефомативности - естественно не проходит, или сечения увеличивать или, что более удачно верхний ригель (кровля) с жестким примыканием...

Сообщение от "bob" Рационально колонну в первом и втором ярусе сделать одинакового сечения, а третий ярус уже менять на более легкое

Так и делал в самом начале, когда пытался подобрать прокатные двутавры, но высота 1 и 2 яруса получалась более 12 м - т.е. стык. А теперь низ однозначно сварной, так что можно сварить и оба яруса одинакового сечения. Потом я считал опирание на оголовок более технологичней что-ли, чем на столик. Ну и всвязи с этим вопрос, как расчетную длину участков такой колонны определять, как двухступенчатой c J1=J2, или одноступенчатой?

Сообщение от "bob" Если нет сейсмики, ...каркаса, в виде трех П-образных жестких рам, опертых друг на друга и на фундаменты шарнирно.

Вот это интересно, но как ЭТО считать, это раз, и как реализовывать узлы одновременно жесткого примыкания ригеля сбоку и шарнирного ступени колонны сверху, это два???

["bob"]

Расчетную длину определять как для двухступенчатой колонны, момент инерции сечения первого яруса будет равен моменту инерции сечения второго яруса.

Проектировать П-образные рамы будет нелегко, особенно узел, с этим я не спорю. Предварительно считать стержнями, потом оболочками, в особенности узел.

[Ильнур]

Сообщение от "bob" ...Предварительно считать стержнями, потом оболочками, в особенности узел.

Зачем так сложно? Зачем оболчками (объемными телами и т.д.?
Нет ничего проще, чем спроектировать такую этажерку - просто надо отвлечься от мрачных мыслей.
Это ортогональная предельно понятная система, стержни постоянного сечения, и она может без проблем может решаться в плоскости - на поперечную раму ничто из плоскости не влияет - усилия с высокой точностью можно получить даже по упрощенным ручным методам, не говоря уж о машинном МКЭ (стержнями конечно).
Имея усилия в узлах, можно применить любой узел и посчитать его за 5 сек вручную по методикам в книжках и по сериям. Нет никакой необходимости исследованиями в оболочках изобретать велосипед - имеется миллион отработанных узлов.
До выбора конструктива узла нужно окончательно определиться с монтажной политикой (с Заказчиком) - только болты (в.п. или обычные), только сварка, или болты и минимум сварки и т.д.
Обычно сварные рамные узлы выполняют на заводе (исполнение и контрольвсе же выше, чем на площадке). а укрупнительные или монтажные узлы делаю на некотором расстоянии (0,5...1,5м) от узла, и выполняют этот стык как можно попроще.
Фланцевые соединения конечно можно тоже применить, но такой узел требует высокой культуры изготовления и сборки - тренды трендами, а под ноги надо смотреть.

[Bonch]

Сообщение от Ильнур надо отвлечься от мрачных мыслей

Гы , верно подмечено, но не всегда получается...

Сообщение от Ильнур Фланцевые соединения конечно можно тоже применить, но такой узел требует высокой культуры изготовления и сборки

Зато можно на действующую серию сослаться, а вот сварные рамные узлы - опять все с нуля постигать и считать...

Но, я уже почти созрел чтобы посчитать этажерку из трех шарнирно-опертых рам . Расчетные длины стойки каждой рамы независимо по формуле (68) СНиП II-23-81? А узел опирания верхней рамы к нижней - шарнир - по типу надколонника что-ли?

[Vavan Metallist]

Сообщение от Bonch Зато можно на действующую серию сослаться, а вот сварные рамные узлы - опять все с нуля постигать и считать...

От это уже плохо. Если бы мне пришел КМ со ссылкой на серию, чтоб я оттуда рамные узлы брал, я бы послал того КМщика так очень даже далеко.
Такая вещь не прошла бы наверно даже во времена СССР. Эти узлы были бы самыми ответсвенными в вашем каркасе - даже тогда их не отдали бы на откуп КМДшникам.

[Bonch]

Сообщение от Vavan Metallist КМ со ссылкой на серию

Да как Вы могли подумать такое... Еще ни в одном КМ я не давал ссылки на серии, но вот использовать серию для разработки узлов мне никто не может запретить. А КМД-шники, кстати, очень любят работать с моими КМ-ами, особенно если он в электронном виде .

[Ильнур]

Сообщение от Bonch ... а вот сварные рамные узлы - опять все с нуля постигать и считать....

Не с нуля - все велосипеды давно изобретены, надо только поискать.
Вот Вам Рекомендации по расчету рамных сварных узлов.
Этот узел можно расширять вбок или в высоту (вутами), если не хватает мощности швов.

[Металлист]

Сообщение от Vavan Metallist От это уже плохо. Если бы мне пришел КМ со ссылкой на серию, чтоб я оттуда рамные узлы брал, я бы послал того КМщика так очень даже далеко. Такая вещь не прошла бы наверно даже во времена СССР. Эти узлы были бы самыми ответсвенными в вашем каркасе - даже тогда их не отдали бы на откуп КМДшникам.

Вы не поверите уважаемый, проходит, и "на ура", но только с, так скажем, не очень хорошими заводами. Сам за такой КМ (с ответственными узлами выполненными в виде ссылок на типовые альбомы) поотрывал бы руки...
По теме: честно говоря, такую компоновку (мостовой кран в нижнем ярусе) вижу впервые, если требуемая грузоподъемность невелика, а это так насколько я понял по контексту, подумайте о замене мостовых кранов на монорельсы (встречал с г/п до 16т), естественно если позволяет технология.