Экономное использование имеющейся территории при острой нехватке земли и ее высокой стоимости — один из основных аргументов в пользу многоэтажных производственных зданий: на небольшой площади можно построить большее количество квадратных метров при обеспечении необходимой надежности.
Необходимость строительства многоэтажных производственных зданий связано и со стремлением сохранения природных зон вокруг городов, относительному сокращению затрат на строительство и эксплуатацию инженерных коммуникаций, транспортных и других систем городского обслуживания.
Одним из основных принципов проектирования строительных конструкций является экономическая целесообразность принимаемых решений. Строительные металлические конструкции должны быть экономичными по расходу и стоимости материала, а также трудоемкости изготовления и монтажа.
Эффективность каждой конкретной схемы зависит от объема используемого материала несущих конструкций. Оптимизация сооружения при определенных требованиях к объемно-планировочному решению сводится к достижению максимальной жесткости при минимальном весе. В тоже время металлоконструкции должны быть прочными и долговечными.
Выполнение этих требований решается путем сравнения вариантов и выбора наиболее оптимального по заданному экономическому критерию.
Главным преимуществом стального каркаса является высокая прочность материала, позволяющая принимать минимальные размеры сечений элементов, увеличивая, тем самым, полезную площадь помещений, долговечность и надежность элементов каркаса. Выбор стальных конструкций для высотных зданий определяется их техническими преимуществами: высокой несущей способностью каркаса при малой собственной массе, большей точностью изготовления, простотой и точностью сборки на высокопрочных болтах, что делает их более выигрышными по сравнению с железобетонными конструкциями.
По мере увеличения высоты здания, возрастает и влияние горизонтальных нагрузок. При определенной высоте горизонтальный прогиб становится настолько большим, что требования жесткости несущих конструкций становятся при расчете решающими. Величина жесткости зависит в первую очередь от конструктивной схемы здания. Стальные каркасы многоэтажных зданий в зависимости от распределения функций между элементами каркаса, для обеспечения пространственной жесткости и устойчивости, а также от способа восприятия основными элементами каркаса вертикальных и горизонтальных нагрузок, подразделяют на:
- рамные;
- связевые;
- рамно-связевые.
Магистерская диссертация на тему "Проектирование и расчет рам каркаса (на примере кондитерского цеха в городе Набережные Челны)”. Здание в осях А/В-1/9 -прямоугольное в плане, размерами в осях 18*48м. Высота этажей 4,7; 4,2; 5,0; 4,2 м. Помещения данного здания имеют различную площадь и ориентацию относительно сторон света. Данное здание отвечает всем требованиям безопасности, обеспечивает высокий уровень комфорта рабочих. В конструкции здания применяются как традиционные, так и современные строительные материалы. Строительство здания имеет актуальное значение.
Под строительство отведён участок площадью 0,28 га.
Все свободные от застройки и проездов участки озеленяются и благоустраиваются путем посадки деревьев, кустарников, цветников из многолетников, посева газонов.
Фундаменты под колонны- столбчатые монолитные железобетонные, цоколь опирается на монолитную железобетонную балку. Отметка низа столбчатых фундаментов -4.000.
Стены выполнены из кирпича, газобетона и стеновых панелей.
Кровля- плоская с внутренним организованным водостоком. Кровля - не эксплуатируемая.
Для отделки здания внутри и снаружи применены современные строительные материалы, отвечающие требованиям экологичности, пожаробезопасности, долговечности, износостойкости.
В расчетно-конструкторском разделе произведен расчет, сравнение 4 вариантов поперечной рамы. Для расчета выполнен сбор нагрузок на перекрытие и покрытие. Рамы рассчитаны по первой и второй группам предельных состояний и по местной устойчивости.
Проведено технико-экономическое сравнение 4 вариантов поперечных рам.
Был произведен расчет, сравнение 2 вариантов металлического каркаса (рамного и рамно- связевого) в программном комплексе Лира-Сапр и вычислительном комплексе SCAD.
Расчетная модель для рамного и рамно-связевого каркаса представлена колоннами, ригелями, балками, распорками, жесткими дисками перекрытий и покрытия.
Для рамно-связевого каркаса расчетная модель в продольном направлении включает также и дополнительные стержневые связевые элементы. Связевые элементы шарнирно закреплены в узлах.
Проведено технико-экономическое сравнение 2 вариантов каркаса.
Были рассчитаны и сконструированы узлы (сопряжение ригелей со средней колонной 1 -го этажа, сопряжение средней колонны 1-го этажа с фундаментом).
