Prefabrikované železobetonové sloupy jednopodlažních průmyslových objektů dle dohody lze rozdělit na sloupy pro budovy bez jeřábů a sloupy pro budovy vybavené mostovými nebo jinými jeřáby, které vyžadují jeřábové dráhy podepřené sloupy. Mezi posledními můžeme rozlišit sloupy pro budovy s elektrickými mostovými jeřáby hromadného použití, sloupy pro budovy s ručními mostovými jeřáby, které jsou mnohem méně obvyklé, a sloupy pro speciální případy: pro budovy s mostovými jeřáby umístěnými ve dvou nebo třech úrovních, budovy se speciálními jeřáby atd.
Podle umístění v budově jsou sloupy rozděleny na sloupy krajních řad (používají se i v řadách sousedících s podélnými dilatačními spárami) a sloupy středních řad, které mají obvykle průměrnou vertikální osu symetrie.
Jednopodlažní budovy využívají kromě hlavních sloupů také sloupy (regály) hrázděných podélných a čelních stěn, sloupy čehokoliv a pracovní plošiny.
Podle návrhu sloupy se dodávají v sekcích s konstantní a proměnnou výškou (tzv. stupňovité sloupy), plných (pravoúhlý nebo I-profil) a průchozích (dvě větve), které mohou být neztužené nebo vyztužené. Známá jsou i řešení pro duté sloupy – obdélníkové a kulaté.
U sloupů s proměnným průřezem na výšku jsou možné různé kombinace průřezů: například obdélníkový ve spodní (jeřábové) a horní (nadjeřábové) části sloupů, I-profil v jeřábové a nadjeřábové části , I-nosník v jeřábu a obdélníkový v nadjeřábové části. Dvouramenné sloupy pro budovy s mostovými jeřáby jsou obvykle uspořádány s pravoúhlým průřezem nad jeřábem.
Atypické železobetonové sloupy se používají extrémně zřídka: v jednotlivých případech rozšiřování nebo rekonstrukcí objektů, v objektech s nestandardními parametry, pokud v nich nelze použít ocelové sloupy z důvodu požární bezpečnosti, a v dalších speciálních případech.
4.2. Vlastnosti statického výpočtu sloupů
Při návrhu jednopodlažních průmyslových objektů je hlavním návrhovým schématem příčný rám s kloubovým uchycením příčníků ke sloupům (obr. 4.1.). Toto schéma odpovídá praxi používání prefabrikovaných železobetonových konstrukcí v budovách bez mostových jeřábů, s mostovými jeřáby, stejně jako v budovách se smíšeným rámem – se železobetonovými sloupy a ocelovými vazníky.
Rýže. 4.1. Schéma příčného rámu jednopodlažní budovy
Rozložení podélných rámů rámu budovy závisí na typu konstrukcí krokví, přítomnosti podkrokevních konstrukcí a jeřábových nosníků (obr. 6.2—6.4).
Rýže. 4.2. Schémata podélných rámů jednopodlažních budov s příhradovými konstrukcemi s výškou podpěry do 1 m
a – pro budovy bez mostových jeřábů s výškou do 10,8 m; b – stejný, vyšší než 10,8 m; c – pro budovy s mostovými jeřáby; 1 –krycí disk; 2 – příhradové konstrukce; 3 – teplota šev; 4 – sloupy; 5 – rozpěrky; 6 – vertikální připojení; 7 – nosníky jeřábu
Rýže. 4.3. Schémata podélných rámů jednopodlažních budov s příhradovými konstrukcemi s výškou podpěry větší než 1 m
a – pro budovy bez mostových jeřábů v malých výškách; b – stejné, ve vysoké nadmořské výšce; c – pro budovy s mostovými jeřáby (označení na obr. 4.2)
Rýže. 4.4. Schémata podélných rámů jednopodlažních budov s krokvovými konstrukcemi
a – pro budovy bez mostových jeřábů v malých výškách; b – stejné, ve vysoké nadmořské výšce; c – pro budovy s mostovými jeřáby (označení na obr. 4.2); 5 – konstrukce krokví
Ve spojích spojujících konstrukci krovu s krovem, které jsou typické pro hromadné použití, jak lze předpokládat, jsou momenty vzniklé sevřením relativně malé. Jsou částečně kompenzovány přítomností nosných plechů v horní části sloupu a nosné části příhradové konstrukce a nosného plechu mezi nimi. Momenty na hlavicích sloupů vznikají také pohybem těžiště tlakových sil přenášených z nosné části vazníků při pohybu sloupů (to platí ve větší míře pro sloupy podél středních os budov).
Statický výpočet sloupů pro vícepolové budovy s mostovými jeřáby je velmi složitý vzhledem k velkému množství zatížení a nutnosti sestavovat různé kombinace těchto zatížení, ze kterých se určují nejnepříznivější kombinace sil: normálové síly, momenty a smykové síly.
Sloupové výpočty pro budovy bez mostových jeřábů jsou méně složité. Zatížení pro tyto sloupy: vlastní hmotnost krytiny budovy a zatížení sněhem, působící jako normálová síla s excentricitou na vnější sloupky a centrálně na střední; zatížení z horní dopravy a hmotnosti jeřábových drah, ze zavěšených stropů (pokud existují), komunikací a jiných zatížení působících na konstrukce krokví a přenášených přes nosné části na sloupy budovy; zatížení větrem působící na krycí konstrukci budovy (včetně luceren) a přenášené na pevný disk krytiny nebo spoje – toto zatížení působí na rám ve formě soustředěných sil v úrovni vrcholu sloupů. Krajní sloupy jsou dále zatíženy hmotností stěn (pokud stěny nejsou samonosné a jsou podepřeny rámem budovy), vodorovným zatížením od aktivního tlaku větru a sání rozloženého po výšce krajních sloupů.
Obecně jsou sloupy pro budovy s mostovými jeřáby navrženy i pro různé kombinace vertikálního tlaku mostových jeřábů umístěných v rozpětích budovy s přihlédnutím k vlastní hmotnosti nosníků jeřábu. V konkrétních projektech jsou možné jiné typy zatížení na sloupy jednopatrových budov v závislosti na jejich použití.
Sloupy rámů o více polích pro všechny typy zatížení, kromě větru, se počítají jako tyče, které jsou dole sevřené a nahoře mají pevný závěs. Sloupy se počítají podle svého návrhu jako pruty s konstantním nebo proměnným průřezem a proměnnou (krokovou) tuhostí.
Sloupy jednopolových a dvoupolových rámů jsou řešeny jako tyče, které jsou dole sevřeny a mají nahoře posuvný závěs. Při výpočtu je nutné vzít v úvahu posunutí vrcholu sloupů, určení posuvné síly a výpočet rámu pro tuto sílu. Rám je vypočítán pomocí zákonů stavební mechaniky, které určují síly v hlavním diagramu a síly způsobené posuny, které se pak sečtou. V tomto případě se předpokládá, že příčka je nestlačitelná a všechny rámové regály dostanou stejný posun a jednotková horizontální síla je distribuována mezi regály v závislosti na koeficientu charakterizujícím smykovou tuhost sloupů a určeném vzorcem uvedeným v manuál pro výpočet sloupců.
Charakteristika hlavních konstrukčních prvků průmyslových staveb.
Sloupce – Jedná se o svislé nosné prvky rámu budovy. Sloupy jsou vyrobeny z železobetonu nebo oceli. Železobetonové sloupy jednopatrových průmyslových objektů jsou obdélníkového průřezu a dvouramenné (obr. 1). Podle umístění v objektu se sloupy rozlišují na krajní (umístěné podél vnějších stěn) a střední. V budovách vybavených mostovými jeřáby jsou vnější sloupy jednostranné a střední sloupy mají oboustranné konzoly, na kterých jsou instalovány jeřábové dráhy.
Rýže. 1. Hlavní typy železobetonových sloupů jednopodlažních průmyslových budov:
а — obdélníkový průřez pro budovy bez mostových jeřábů s roztečí sloupů 6 m; b – totéž, s krokem 12 m; в – obdélníková část pro budovy s mostovými jeřáby a rozteč sloupů 6 a 12 m; G – dvouvětvový
Je vhodné použít ocelové sloupy v jednopatrových budovách vysoké výšky, vybavených mostovými jeřáby s významnou nosností. Ocelový sloup se skládá z hlavy, tyče a základny. Jsou vyrobeny z válcovaných ocelových prvků (plechy, úhelníky, žlaby atd.).
V jednopatrových budovách, když rozpětí nebo rozteč přesahuje délku stěnových panelů, se používají speciální sloupy – hrázděné sloupky. Poloroubení je nutné i u stěn z cihel a malých tvárnic, pokud je jejich stabilita nedostatečná kvůli malé tloušťce stěn. Hrázděné sloupky jsou vyrobeny ve formě železobetonových sloupů nebo ocelových kanálů.
Jeřábové dráhy instalované na sloupových konzolách se skládají ze železobetonových nebo ocelových jeřábových nosníků a na nich položených jeřábových kolejnic.
Ve vícepodlažních průmyslových budovách se železobetonové sloupy používají v jedno-, dvou- a třípodlažních sekcích, tj. ve výšce jednoho, dvou nebo tří podlaží (obr. 2). Sloupy mají nosné konzoly pro podepření příčníků. Průřez sloupů je 400X400 a 400×600 mm. Typické sloupy jsou určeny pro budovy s podlažími vysokými 3,6; 4,8; 6,0; 7,2 a 10,8 m. Poslední velikost platí pro budovy se zvětšeným rastrem sloupů v horním podlaží nebo pro třípodlažní budovy s výškami dvou spodních podlaží po 6 m.
Obr. 2. Druhy železobetonu vícepodlažní průmyslové sloupyměstských budov
Povlak. Každá budova má nátěr, který slouží k ochraně prostor před atmosférickými vlivy. Povlak se skládá z nosných a uzavíracích částí. Nosnou částí krytin jednopodlažních průmyslových budov jsou krokvové trámy, vazníky, obvodová část pak krycí desky, izolace, hydroizolace atd.
Krytiny vytápěných budov rolovanou nebo tmelovou krytinou by měly být navrženy se sklony od 1,5 do 12 %.
Po obvodu vnějších stěn budov vysoký do horní části římsy nebo parapetu více 10 m na střechách se sjezdovkami od 5 do 35% by měly být poskytnuty ploty s výškou min 0,6 m z ohnivzdorných materiálů. Pro vnější odvodnění by ploty měly být zpravidla navrženy s mřížkou.
Trámy a vazníky obvykle vyrobeny ze železobetonu, méně často – z oceli. Typické železobetonové krokvové nosníky se používají pro malá a středně velká rozpětí – 6, 9, 12 a 18 m (obr. 3).
Pro poněkud větší rozpony (18 a 24 m) se používají standardní neztužené vazníky obloukového (kruhového) tvaru a ztužené segmentové vazníky s horní pásnicí lomeného obrysu (obr. 4). Bezvzpěrové vazníky s přídavnými regály na horním pásu, na které spočívají krycí desky, se používají u budov s nízkým sklonem střechy, stejně jako u budov s velkými komunikačními systémy umístěnými uvnitř vazníků.
Pro krytiny nevytápěných objektů o rozponu 6, 9, 12 a 18 m se používají trojúhelníkové neztužené vazníky.
