Здания из арочных конструкций с применением гнутых профилей. В отечественной практике строительства гнутые профили применяются в арочных покрытиях двух типов: каркасных с различным видами кровли и бескаркасных, совмещающих несущие и ограждающие функции покрытия.

Каркасные здания. В ЦНИИпроектстальконструкция им. Мельникова разработаны стальные конструкции неотапливаемых зданий многоцелевого назначения пролетом от 9 до 30 м с каркасом из арок составного двутаврового сечения с объемно-формованной стенкой (рис. 11.12). Стенка арок выполняется из оцинкованной (алюминированной) стали толщиной 1 мм, пояса - из листовой стали толщиной 5 мм. По аркам устанавливаются холодногнутые прогоны зетообразного сечения из оцинкованной (алюминированной) стали толщиной 1 мм.

По прогонам укладывается кровля из криволинейных профилированных листов настила с высотой гофров 20 мм. Материал кровли - атмосферостойкая сталь толщиной 0,6 мм. Обшивка торцов и ворот - также из объемно-формованной атмо-сферостойкой листовой стали толщиной 0,6 мм. Фахверк торцевых стен и монтажные связи выполняются из холодногнутых профилей и унифицированных штампованных элементов из стали толщиной 2-3 мм. Общий расход стали на здание пролетом 15 м- 22,4 кг/м2, в том числе 10,2 кг/м2 на каркас.

Все основные конструктивные элементы здания унифицированы. Арки пролетом 9 м имеют стрельчатое очертание, арки пролетом 12 м сегментное, пролетом 12 и 18 м - круговое, пролетом 21-30 м - овальное, полученное в результате сопряжения нескольких круговых секций разных радиусов.

Арки пролетом 15 и 18 м имеют высоту сечения 360 мм, арки пролетом 24,27 и 30 м имеют высоту сечения 560 мм. Устойчивость нижних поясов арок и здания в целом обеспечивается системой подкосных связей. Пролеты настила и шаг прогонов приняты из условия равенства как опорных моментов, так и реактивных опорных давлений от настила. Погонная нагрузка на прогоны одинакова на всей площади покрытия. Выравнивание расчетного момента для настила и прогонов достигается их неразрезностью., обеспеченной с помощью нахлеста в монтажных стыках. С этой же целью прогоны имеют консольные свесы после крайни?; арок.

Шаг арок принимается различным от 3 ло 6 м в зависимости от снеговой нагрузки, что позволяет выполнять арки из одинаковых профилей. Регулирование шага арок, прогонов и несущей способности настила в зависимости от основного сочетания нагрузок для I - III снеговых и I - IV ветровых районов дает возможность снизить металлоемкость на 15-30% по сравнению с наиболее прогрессивными аналогами, освоенными в массовом строительстве, и одновременно предельно унифицировать все основные элементы здания (арки, прогоны, связи, настил кровли) и поставлять их комплектно.

Липецкий отдел ЦНИИпроектлегконструкция осуществил разработку и внедрение арочных неотапливаемых зданий пролетом 15 м площадью 920 м2 для хранения сельскохозяйственных продуктов и техники. Сооружение представляет собой полу цилиндрическое укрытие высотой 7,5 м в коньке (рис. И, 13), Каркас покрытия выполнен из арок с тонкой гофрированной стенкой. Формообразование криволинейной стенки осуществляется за счет изменения ширины и высоты гофр по высоте стенки в процессе изготовления на специализированной линии.

Кровля выполняется из оцинкованной стали толщиной 0,8 мм по прогонам, расположенным через Зм (разработаны два варианта прогонов - деревянные и стальные).

Расход стали для арочного здания приводится в табл. 11.17.

Для варианта с деревянными прогонами расход пиломатериалов на здание составит 15 м3, расход стали снизится на 5,0 т. Массовое производство таких здании освоено на РТП «Сырское» в г. Липецке, где с 1987 г. ежегодно выпускается более 200 зданий, которые эксплуатируются в Ростовской и Липецкой областях, а также на. Сахалине.

В ЦНИИпроектстальконструкции разработаны металлоконструкции арочного неотапливаемого здания с размерами 16x36 м с тентовым покрытием для хранения зерна, сена, сельскохозяйственной техники. Здание рассчитано на вес снегового покрова для II района и ветровое давление для III района.

Основным конструктивным элементом каркаса являются двухшарнирные арки ломаного очертания (рис. 11.14). Арки сквозного решетчатого сечения, расположенные с шагом 3 м, собираются на монтаже из восьми сварных секций, соединенных между собой болтами М16 на фланцах. Пояса арки выполнены из гнутого швеллера 100x50x3, решетка - из гнутого одиночного уголка 50x3, развернутого под углом 45° к оси арки. Концы каждого уголка размолкованы до размера по ширине 92 мм.

По всему периметру здания до отметки +3,0 м в качестве ограждения используется профилированный стальной настил, выше - тентовый материал.

Устойчивость каркаса обеспечивается жесткостью арок, системой поперечных связей и распорок по аркам. Поперечные связевые фермы расположены в уровне средней линии арок у торцов здания. Все металлоконструкции защищены от коррозии двумя слоями эмали толщиной 55 мкм. Расход стали на 1 м2 площади здания составляет 20,5 кг.

Бескаркасные здания. В Укрниипроектстальконструкции разработаны складчатые бескаркасные конструкции покрытий арочного типа пролетом от 12 до 60 м из гнутых элементов (рис. 11.15). Здания собираются из унифицированных элементов, изготовленных из стальной прямоугольной заготовки толщиной 1,4-2 мм путем профилирования и перегиба ее посередине длинной стороны на определенный угол и отбортовки краев на 50 - 70 мм. Исходный материал - листовая малоуглеродистая сталь или деформируемые алюминиевые сплавы АмгЗ - Амгб. Покрытия пролетами 12 и 18 м собирают из одно волновых элементов уголкового сечения, соединяемых в поперечном направлении с помощью отгибов нижележащих панелей, а в продольном направлении - вертикально или наклонно расположенными отгибами.

Покрытия пролетами 24 и 36 м собирают из элементов тех же размеров, но расположенных в определенном сочетании. В большепролетных покрытиях данной

и соединены между собой тонкостенными листовыми вставками с гофрами, способными работать на сдвиг. В результате образуется единая складчатая оболочка, состоящая из разновысоких складок. Расход стали для зданий пролетом 12-36 м -от 15,2 до 40 кг/м2.

Элементы нижнего ряда покрытия крепятся к фундаментам на болтах через фланцы, приваренные к торцам элементов. Вдоль здания смежные отбортованные элементы тоже соединяют болтами. Торцы здания закрываются подобными унифицированными элементами.

Для изготовления элементов используют простейшее стандартное оборудование. Листы профилируют либо приставкой уголковой формы к гильотинам, либо на прессе ударного действия. Все операции по изготовлению профилированных элементов могут быть механизированы, особенно при организации изготовления на поточных линиях.

Благодаря уголковой форме и отсутствию выступающих деталей профилированные элементы комплектно вкладываются один в другой по 10-15 шт. и транспортируются любым видом транспорта.

Складчатые здания можно утеплять как в заводских условиях, так и непосредственно при монтаже. Наиболее целесообразно утепление выполнять напенивани-ем полиуретана из специального пистолета-распылителя на внутреннюю поверхность готового здания. В складчатых зданиях можно устанавливать подвесное подъемно-транспортное оборудование типа тельферов или кран-балок грузоподъемностью до 2 т, закрепляя подвесные пути к стыковым фланцам складок.

Монтаж зданий, благодаря незначительной массе элементов (30-75 кг), можно выполнять с использованием легких грузоподъемных механизмов или вручную с подмостей.

Опыт показал, что в условиях, когда необходимо быстро смонтировать инвентарное здание многоцелевого назначения (торговый павильон, хранилище, ремонтную мастерскую и т.п.) наиболее эффективны бескаркасные арочные конструкции, применение которых позволяет сократить сроки, трудоемкость и стоимость возведения зданий.

В связи с этим сборно-разборные бескаркасные здания из легких металлических конструкций находят широкое применение несмотря на то, что их удельная металлоемкость в ряде случаев больше, чем у стационарных зданий из типовых конструкций.

В ЦНИИпроектстальконструкция им. Мельникова совместно с рядом научно-исследовательских и производственных организаций Минтрансстроя СССР разработано и испытано быстромонтируемое сборно-разборное здание типа «Волна-360» пролетом 12 и длиной 30 м с бескаркасным арочным покрытием и торцевыми стенами из волнистых оцинкованных листов (рис. 11.16, 11.17).Неотапливаемое бескрановое здание предназначено для районов с расчетной температурой воздуха не ниже -40 С, с сейсмичностью не более 6 баллов, при нормальной снеговой нагрузке не более 100 кг/м2 и ветровом давлении не более 50 кг/м2.

Основными элементами покрытия и торцевых стен являются волнистые листы с синусоидными гофрами высотой 35 мм из стали марки 09Г2Д толщиной 2-2,5 мм, длиной 1760 мм, шириной 975 мм с антикоррозионным покрытием цинком толщиной не менее 20 мкм на каждой стороне листа. Торцевые листы выполняются плоскими, листы покрытия изогнуты по дуге радиусом 6,2 м. Листы соединяются друг с другом внахлест с помощью болтов диаметром 16 мм. Квадратные шайбы, применяемые для болтовых соединений листов, имеют специальную форму -плоско-выпуклую и плоско-вогнутую. Метизы крепления (болты, гайки, шайбы) подвергаются гальваническому цинкованию с толщиной покрытия 6-25 мкм.

Для повышения жесткости конструкции покрытия в нескольких поперечных сечениях здания, расположенных в средней его трети, установлены затяжки. Они выполняются составными по длине из двух прутков и муфты натяжения. Затяжки расположены по принципу Шухова, обеспечивающему наибольший эффект повышения жест­кости при несимметричные нагрузках на покрытие (рис. 11.18). После натяжения затяжек производят полистовой монтаж торцевых стен, одна из которых глухая, а в другой предусмотрены распашные ворота. Глухая стена усилена каркасом из стоек и ригелей фахверка, выполненных из одиночных швеллеров.

Серийный выпуск зданий «Волна-360» освоен по техническим условиям на Мышегском заводе ПО «Транснерудпром» Минтрансстроя. Сравнение технико-экономических показателей здания «Волна-360» с аналогами пролетом 12 м показало, что при одинаковом расходе стали (40 - 45 кг/м2) трудозатраты на изготовление и монтаж здания «Волна-ЗбЧЬ на 15-17% ниже при значительно меньших транспортных расходах.

Пол у цилиндрические своды пролетом от 12 до 21м, разработанные ВПО «Промтегглина», монтируют из длинномерных гнутых профилей арочного очертания на пролет (рис. 11.19).

Такие профили длиной до 28 м изготавливают непосредственно на строительной площадке с помощью передвижного профилегибочного агрегата на базе трейлера с прицепом. На этом агрегате сначала прокатывают прямолинейные гофрированные профили корытообразного сечения шириной 300 и высотой 114 мм, а затем их изгибают по дуге окружности требуемого радиуса для образования цельных арочных элементов на пролет. Материал профилей - оцинкованная рулонная сталь толщиной 0,8-1,0 мм и шириной 600 мм с пределом текучести 230-ЗбОМПа и относительным удлинением 20-22%. Производительность гибочного стана - до 18 м готового профиля в мин.

Монтаж покрытия укрупненными блоками осуществляет бригада из 10- 12 чел. с помощью автокрана. В каждом блоке 5-6 арочных элементов соединяют на земле продольными краями без метизов с помощью фальцегибочной машинки с электрическим приводом. Установленные в проектное положение блоки соединяют друг с другом вдоль продольных свободных краев с помощью такой же машинки. В холодных покрытиях арочные элементы располагают в один слой, в утепленных покрытиях - в два слоя с зазорами около 100 мм между ними, причем на внутренний ряд профилей напыляют слой пенополиуретана Торцевые стены выполняют из прямолинейных профилей корытообразного сечения, соединенных фальцевыми стыками такой же конструкции, как в покрытии. Расход стали на 1 м2 здания с однослойными ограждающими конструкциями составляет от 21 до 26 кг, для зданий с утепленным трехслойным покрытием - от 35 до 45 кг.

Испытания и расчет показали, что при пролетах 18-21 м область применения данной конструкции покрытия ограничена I - II снеговыми и I - III ветровыми районами. С уменьшением пролета область применения таких конструкций расширяется з но возрастает удельный расход стали на м2 площади здания.