Й ’ОБЯЗКО ’___________
ЛЕГКИЕ КОНСТРУКЦИИ
СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ
ЗДАНИЙ
ОГЛАВЛЕНИЕ
1.	Несущие стальные конструкции....................................... 5
1.1.	Стальные конструкции, применяемые для сельскохозяйственных зданий
и сооружений.......................................................... 5
1.2.	Классификация стальных конструкций каркасов зданий ....	27
1.3.	Унификация объемно-планировочных и конструктивных решений сель-
скохозяйственных зданий...............................................33
1.4.	Защита металлоконструкций от воздействия агрессивной среды и
огня .................................................................36
2.	Расчет и конструирование стальных	рамных каркасов зданий	41
2.1.	Определение исходного номера двутавра при заданных усилиях в эле-
менте ................................................................42
2.2.	Статический расчет рамы..........................................49
2.3.	Проверка напряжений в сечениях рамы..............................55
2.4.	Расчет и конструирование узлов рамы..............................62
2.5.	Расчет горизонтальных и вертикальных связей пространственного
каркаса ..............................................................67
3.	Изготовление и испытание стальных рам..............................70
3.1.	Изготовление развитых двутавров и конструкций из них ....	70
3.2.	Статические испытания стальных рам...............................76
4.	Экономическая эффективность применения стальных рам из развитых
двутавров.............................................................85
4.1.	Эффективность развитых двутавров из прокатных профилей ...	85
4.2.	Сравнительная технико-экономическая оценка стальных рам из разви-
тых двутавров переменного сечения ................................... 91
4.3.	Перспективные варианты проектов сельскохозяйственных зданий с
применением стальных конструкций .................................... 97
Приложения...........................................................108
1.	Стальные несущие конструкции для сельскохозяйственных производст-
венных зданий шириной	12	м.........................................108
2.	Стальные несущие конструкции для сельскохозяйственных производст-
венных зданий шириной	18	м........................................114
3.	Стальные несущие конструкции для сельскохозяйственных производст-
венных зданий шириной 21	м...........................................120
4.	Двутавры с параллельными гранями полок (извлечение из ТУ
14-2-24-72)	  124
5.	Балки двутавровые (ГОСТ 8239—72)................................. 126
6.	Характеристика развитых двутавров................................126
7.	Определение коэффициента надежности по назначению................127
8.	Номенклатура облегченных индустриальных ограждающих конструкций
для сельскохозяйственного строительства ............................ 128
Список литературы....................................................136
Л.Е. ДРОБЯЗКО
ЛЕГКИЕ КОНСТРУКЦИИ
СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ
ЗДАНИЙ
Сканировал и обрабатывал
Лукин А.О.
КИЕВ «БУД1ВЕЛЬНИК» 1985
38.5
Д75
УДК 631.21
Легкие конструкции сельскохозяйственных зданий/
Л. Е. Дробязко.— К.: Буд1вельник, 1985.— 136 с.
В книге на основании обобщения результатов про-
веденных исследований, опыта проектирования и строи-
тельства сельскохозяйственных производственных зда-
ний освещены методы расчета и проектирования полно-
сборных сельскохозяйственных зданий с несущими
Сталиными каркаса и лежими ограждениями из тра-
диционных и полимерных материалов, что дает возмож-
ность снизить материалоемкость зданий и эффективнее
использовать трудовые ресурсы. Рассмотрены технико-
экономические показатели применения легких конструк-
ций.
Нормативные материалы приведены по состоянию на
1 августа 1984 г.
Для инженерно-технических работников проектных
и строительных организаций, предприятий промышлен-
ности строительных материалов н строительной индуст-
рии, а также может быть использована студентами
строительных вузов.
Библиогр.: с. 136.
Рецензенты: кандидаты техн, наук Д. В. Ладыжен-
ский, В. А. Бондарев
Редакция литературы по сельскому строительству
Зав. редакцией И. С. Колесник
Лев Евгеньевич Дробязко
ЛЕГКИЕ КОНСТРУКЦИИ
СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ
ЗДАНИИ
Редактор Н. И. Курбанова
Обложка художника С. А. Кривилева
Художественный редактор И. А. Сердюкова
Технический редактор А. М. Короб
Корректоры Л. А. Павловская, Л. И. Римаренко
ИБ № 2482
Сдано в набор 17.10.84. Подп. в печ, 24.07.85. БФ 04644. Формат
60X90*/^. Бум. тип. № 2. Гари. лит. Печ. выс. Уел. печ. л. 8,5.
Уел. кр.-отт. 9. Уч.-изд. л. 9,45. Тираж 3000 экз. Изд. № 498.
Заказ № 4—1580. Цена 60 к.
Издательство «Буд1вельник». 252053, Киев-63, Обсерваторная, 25.
Киевская фабрика печатной рекламы игл. XXVI съезда КПСС.
252U67, Киев-67, Выборгская, 84.
п 3202000000—113 ct-
М203(04)—85
(С) Издательство «Буд1вельник», 1985
В «Основных направлениях экономическо-
го и социального развития СССР на 1981—
1985 годы и на период до 1990 г.» определены
задачи ускоренного оазвития индустриальной
базы сельского строительства, увеличения
выпуска комплектов легких индустриальных
конструкций высокой заводской готовности.
Из числа легких конструкций следует осо-
бо выделить металлические. Анализ результа-
тов работы по совершенствованию стальных
конструкций, выполняемой совместно Инсти-
тутом электросварки им. Е. О. Патона, инсти-
тутом Укрколхозпроект и Киевским инженер-
но-строительным институтом, позволяет сде-
лать вывод о возможности коренного облегче-
ния металлоконструкций за счет создания
новых эффективных конструктивных форм и
использования дифференцированного проката
с повышенным расчетным сопротивлением. Уче-
ными совместно с проектировщиками разра-
ботаны взамен тяжелых железобетонных так
называемые особо легкие стальные сварные
конструкции. В таких конструкциях, изготов-
ляемых из обычной углеродистой стали марки
ВСтЗ, затраты металла (в сопоставимых из-
мерениях) находятся примерно на том
же уровне, что и в аналогичных железобетон-
ных.
Таким образом, тяжелые железобетонные
конструкции в сельскохозяйственном строи-
тельстве могут быть заменены особо легкими
стальными в сочетании с асбестоцементными,
деревянными и пластмассовыми ограждающи-
ми элементами, что дает значительную эконо-
мию цемента при тех же или меньших затра-
тах металла. Кроме того, масса особо легких
стальных конструкций, а также трудозатра-
ты на их изготовление и монтаж, по сравне-
3
нию с железобетонными, уменьшаются в нес-
колько раз.
Определенный опыт применения особо лег-
ких стальных сварных конструкций накоплен
в Украинском межколхозном объединении по
строительству. Вместе с тем в специальной
литературе недостаточно освещена проблема
рационального использования металла в сель-
скохозяйственном строительстве, а имеющий-
ся опыт ее решения недостаточно обобщен.
В книге сделана попытка анализа современно-
го состояния проектирования и строительства
объектов сельскохозяйственного назначения с
использованием металлоконструкций, выявле-
ния области рационального применения сталь-
ных конструкций в увязке с наиболее эффек-
тивными и перспективными решениями.
1. НЕСУЩИЕ СТАЛЬНЫЕ КОНСТРУКЦИИ
1.1. СТАЛЬНЫЕ КОНСТРУКЦИИ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ
ДЛЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ЗДАНИЙ
И СООРУЖЕНИЙ
Специфические условия возведения и эксплуатации сельскохо-
зяйственных зданий и сооружений не позволяют полностью исполь-
зовать в них конструктивные решения, отработанные многолетней
практикой промышленного строительства. Индивидуальный поиск
в этой области без должного анализа накопленного опыта привел
к большому многообразию вариантов конструктивных и объемно-
планировочных решений. При этом следует отметить, что объемы
применения стальных конструкций по годам резко колебались и на
каждом новом этапе обращения к этому классическому материалу
появлялись новые типы конструкций, которые по совокупности
показателей, характеризующих их эффективность, не всегда пре-
восходили использовавшиеся ранее.
Рассмотрим решения, получившие наиболее широкое распрост-
ранение.
Индивидуальные решения конструкций одноэтажных зданий.
В УССР металлические конструкции для каркасов сельскохозяй-
ственных производственных зданий впервые были применены в
1969 г. при строительстве облегченных полносборных производст-
венных зданий на Залужанской птицефабрике (Закарпатская
обл.) [14]. Каркас зданий состоит из стальных колонн замкнутого
коробчатого сечения и треугольных стропильных ферм пролетом
12 м из прокатных профилей. Комплекты птичников, включая эле-
менты каркаса, ограждения и технологическое оборудование, были
завезены из Венгерской Народной Республики.
В 1970 г. аналогичный проект птичника из облегченных кон-
струкций разработал Укрниигипросельхоз. Птичник представляет
собой здание размером в плане 12X84 м с несущим металличе-
ским каркасом (рис. 1.1). Металлические колонны выполнены из
спаренных швеллеров № 10. Масса каждой колонны 57 кг. Шаг
стальных треугольных ферм 3 м, масса каждой—275 кг. По
верхним поясам ферм (из двух уголков 63x5) предусмотрены
прогоны из швеллеров № 8. Кровля — из волнистых асбестоцемент-
ных листов с уклоном 1:4. Металлоконструкции каркаса отделены
от среды помещения панелями подвесного потолка и стеновыми
панелями.
Недостаток приведенного коструктивного решения заключается
в недолговечности стеновых панелей, где в качестве утеплителя ис-
пользованы жесткие плиты из самозатухающего пенополистирола
ПСБс.
5
По этому проекту были построены 24 птичника на Богдановской
птицефабрике (Киевская обл.). Применение в них облегченных
конструкций вместо сборных железобетонных позволило сократить
трудозатраты и продолжительность строительства в два раза, мас-
су зданий почти в 4 раза, снизить транспортные расходы на пе-
ревозку конструкций на 7—8 % от стоимости всего строительства.
1.1. Конструктивное решение птичника из облегченных конструкций (Богданов-
ская птицефабрика, Киевская обл.):
1 — утеплитель из пенополистирола; 2 — обшивка из профилированных алюминиевых листов;
•3 —- иащельиик карниза; 4—крупноразмерный волнистый асбестоцементный лист; 5 — под-
весной потолок; 6 — металлическая колонна
Узел Б
Однако наряду с этим стоимость строительно-монтажных работ по
зданию повысилась на 7 % за счет применения более дорогих ог-
раждающих конструкций [6].
За период с 1971 по 1974 г. на Украине было возведено более
300 зданий по типу птичников Богдановской птицефабрики.
В 1972 г. проектным институтом Мосгипросельстрой совместно
с ЦНИИСК им. В. А. Кучеренко Госстроя СССР разработана серия
стальных конструкций покрытий сельскохозяйственных производ-
ственных зданий для применения в Московской обл. Двускатные и
односкатные стропильные фермы пролетом 12, 18 и 21 м и связи
по ним изготовляют из труб и уголков. Предназначены они для
зданий с шагом несущих конструкций 3 и 6 м.
Непосредственно по верхним поясам ферм укладываются асбес-
тоцементные утепленные плиты размерами 3X1,5 и 6X1,5 м. По
плитам устраивается асбестоцементная волнистая или рулонная
кровля. В зависимости от типа кровли разработаны конструкции
ферм с уклоном верхнего пояса 1:3, 1:5 и 1:20. Опирание преду-
смотрено на железобетонные сваи-колонны с металлическим ого-
ловком.
Односкатные и двускатные фермы состоят из пяти отправочных
марок: двух треугольных полуферм, среднего элемента нижнего
пояса (затяжки) и двух опорных башмаков (рис. 1.2).
Треугольные полуфермы имеют верхний пояс и крайний элемент
нижнего пояса П-образного сечения из двух уголков и разрежен-
ную решетку из труб, сходящихся веерообразно в узле нижнего
пояса. Средний элемент нижнего пояса (затяжка) — трубчатого
сечения. Конструкция опорного башмака предусматривает возмож-
6
ность вертикальной подвижки при монтаже с целью установки
фермы на проектную отметку (при повышенных отклонениях от-
метки верха свай-колонн).
Все монтажные соединения фермы сварные. Крепление стро-
пильных ферм к сваям-колоннам также осуществляется с помощью
монтажной сварки.
1.2. Стропильные фермы с применением труб:
а — двускатные; б — односкатная; 1 —треугольная полуферма; 2 — затятка; 3 — опорный
башмак
Фермы рассчитаны на распределенную поверхностную нагрузку
по верхнему поясу, равную 7,85 кН/м при шаге ферм 3 м и 15,7
кН/м — при шаге 6 м. Расчетная снеговая нагрузка на покрытие
принята равной 14 МПа. Собственная масса ферм включена в рас-
четную нагрузку.
Технологические нагрузки, а также нагрузка от подвесного по-
толка прикладываются либо к верхнему поясу при помощи тя-
жей, либо в узлах нижнего пояса. Нижний пояс ферм рассчитан на
восприятие нагрузки от подвешиваемого электрооборудования.
По верхним поясам односкатных и двускатных ферм предусмот-
рены связи из труб: поперечные связевые фермы в торцах темпера-
турных блоков и продольные связи-распорки. Рядовые двускатные
фермы раскрепляются связями в коньке, односкатные — в середине
7
пролета. Крепление связей осуществляется на болтах нормальной
точности.
Фермы и связи могут изготовляться на сельских строительных
комбинатах (ССК) или на специализированных участках других
предприятий. Номенклатура ферм пролетом 18 и 21 м приведена
в табл. 1.1.
1.1. Номенклатура стропильных ферм с применением труб (шаг ферм 3,0 м)
№ П1/П	Марка фермы	Основные размеры (см. рис. 1.2), мм			Расчет- ная на- грузка, кНДм	Масса фермы, кг	
						всего	в том числе труб
		1	Н	h			
1	ФТ 18-3(1:3)	17750	2958	—	7,85	705	122
2	ФТ 18-3(1:5)	17750	2363	588	7,85	687	120
3	ФТ 18-3(1:20)	17750	1717	1273	7,85	717	153
4	ФТ 18-3-0(1:5)	17750	4138	588	7,85	729	157
5	ФТ 18-3-0(1:20)	17750	2161	1273	7,85	719	155
6	ФТ 21-3(1:3)	20700	3450	—	7,16	879	245
7	ФТ 21-3(1:20)	20700	2004	1486	7,16	920	288
8	ФТ 20,5-3(1:4)	20250	5486	424	7,16	917	197
9	ФТ 20,5-3-0(1:5)	20250'	4736	686	7,16	905	194
10	ФТ 20,5-3-0(1:20)	20250	2499	1486	7,16	889	281
Примечание.
Индекс «О>
означает, что ферма односкатная.
Металлические фермы трубчатой конструкции нашли широкое
применение при строительстве объектов сельскохозяйственного на-
значения в Московской обл.
На комплексе «Вороново» (Московская обл.), проект которого
разработан Гипронисельхозом, в двухпролетных зданиях коров-
ников каркасно-панельной конструкции размерами в плане
22X81 м с сеткой колонн ЗХН м использованы стальные односкат-
ные прутковые фермы. Покрытие — настил из штампованных сталь-
ных листов с утеплителем из пенополистирола, кровля — волнистые
асбестоцементные листы.
Металлические прутковые фермы с параллельными поясами
пролетом 12 м применены для моноблока размерами в плане
57X120 м с сеткой колонн 3X12 м, разработанного институтом
Гипросельхозптицепром для производственного объединения «За-
ря» Харьковской обл. Фермы устанавливают на сваи-колонны.
Покрытие — из асбестоцементных плит на деревянном каркасе.
В Омской обл. построен экспериментальный комплекс «Лузин-
ский». Производственные здания представляют собой три монобло-
ка (рис. 1.3, а) размерами в плане 145X183 м (8 пролетов по 18 м).
Сетка колонн 6X18 м. Колонны сборные железобетонные; несущие
элементы покрытия — металлические односкатные фермы, по кото-
рым уложен профилированный стальной настил; утеплитель —
пенополистирол. Кровля рулонная с внутренним водостоком. К
нижнему поясу ферм прикреплен подвесной потолок из плоских
асбестоцементных листов.
8
1.3. Схемы многопролетных одноэтажных
зданий:
а — восьмипролетного (экспериментальный свино-
водческий комплекс «Лузинскнй», Омская обл.);
б — пятипролетного (экспериментальная молочная
ферма опытного хозяйства «Щапово», Московская
обл.)
На территории опытного хозяйства «Щапово» (Московская
обл.) построен моноблок размерами в плане 152Х 105 м. Здание пя-
типролетное полносборное с сеткой колонн 21X6 м (рис. 1.3, б).
Конструкция каркаса: колонны сборные железобетонные; покры-
тие— металлические фермы из оцинкованной стали пролетом 21 м
с решетчатым верхним поясом; по металлическим прогонам уло-
жены плиты покрытия раз-
мерами 10,5X0,8 м (два
слоя гофрированного листа
алюминия с внутренним
слоем из пенополистирола).
Типовые стальные конст-
рукции. В 1970—1971 гг. инс-
титутом Укрпроектсталь-
конструкция 1 была разра-
ботана первая типовая серия
треугольных металлических
ферм для покрытий сельско-
хозяйственных зданий про-
летом 12, 18 и 21 м под на-
грузки 5,59—21,18 кН/м (се-
рия 1.860-1, выпуски I и II).
Фермы имеют треугольные
очертания с уклоном верх-
него пояса 1 : 4. Все элемен-
ты фермы выполняются из
прокатных стандартных про-
профилей, при этом верхний пояс состоит из двух швеллеров, объе-
диненных косыми планками. В связи с выходом новых нормативов,
допускающих применение металлоконструкций для каркасов сель-
скохозяйственных зданий пролетом не менее 18 м и ограничиваю-
щих нагрузки на фермы (нагрузки ограждающих конструкций по-
крытия не должны превышать 100 кг/м2), была разработана и вы-
пущена в 1974 г. новая серия типовых треугольных ферм (серия
1.860-5) пролетом 18 и 21 м взамен серии 1.860-1.
Фермы по действующей в настоящее время серии 1.860-5
(табл. 1.2) предназначены для зданий с кровлей из асбестоцемент-
ных волнистых листов при уклоне 25 %, возводимых в I—IV сне-
говых и I—IV ветровых районах с расчетной температурой наруж-
ного воздуха не ниже минус 40 °C. Шаг стропильных ферм в про-
дольном направлении принят 3 м. Фермы запроектированы тре-
угольного очертания с разреженной решеткой (рис. 1.4). Верхние
пояса ферм приняты коробчатого сечения, которое образовано
сваркой двух швеллеров. Для верхних поясов ферм под минималь-
ную нагрузку применены гнутые профили, в остальных фермах —
горячекатаные швеллеры. Нижние пояса и элементы решетки при-
няты из горячекатаных уголков.
1 С 1983 г.— УкрНИИпроектстальконструкция.
9»
Фермы могут опираться на железобетонные колонны, несущие
стены и железобетонные подстропильные балки. Опирание ферм
осуществляется через стальные накладки, привариваемые на мон-
таже к закладным деталям опорных конструкций (см. рис. 1,4,
узел А).
Все заводские соединения элементов стальных конструкций —
сварные; монтажные — на болтах, нормальной точности.
1.2. Номенклатура стальных ферм серии 1.860-5
№ nfti	Марка фермы	Основные размеры (см. рис. 1.4.), мм				Расчетная нагрузка, кН/м	Масса, кг
			" 1	Ь	1 1г		
1	Ф18-1	17 800	2225	4400	4500	6,47	695 (192)
о	Ф18-2	17 800	2225	4400	4500	7,65	789
3	Ф18-3	17 800	2225	4400	4500	10,00	789
4	Ф21-1	20 800	2600	4400	6000	6,47	847 (224)
5	Ф21-2	20 800	2600	4400	6000	7,65	915
6	Ф21-3	20 800	2600	4400	6000	10,00	923
Примечания: 1. В графе «Расчетная нагрузка» собственная масса строительных
ферм не учитывается. 2. В скобках указан расход гнутых профилей.
Фермы рассчитаны на восприятие нагрузок от покрытия из ас-
бестоцементных плит на деревянном каркасе, подвешиваемых в
уровне горизонтального нижнего пояса (подвесной потолок) или
укладываемых непосредственно на верхние пояса ферм и закреп-
ляемых скобами из круглой стали, приваренными к поясам.
Для обеспечения устойчивости стропильных ферм в горизон-
тальной плоскости и восприятия ветровой нагрузки предусматри-
вается система связей в плоскости верхних поясов ферм, состоя-
щая из поперечных связей (располагаются у торцов и температур-
ных швов здания), продольных распорок и растяжек (рис. 1.4).
Поперечные связи и распорки запроектированы из электросварных
труб, растяжки — из горячекатаных уголков 25X4.
При возможности опирания плит покрытия на торцевые стены
здания стропильные фермы по крайним осям не устанавливают, а
поперечные связи переносят в соседний шаг.
Стропильные фермы рассчитаны как комбинированные системы
с неразрезным верхним поясом и шарнирно примыкающими к нему
элементами нижнего пояса и решетки. Сопряжение элементов
верхнего пояса в коньковом узле — шарнирное с эксцентричной пе-
редачей сжимающих усилий. Верхние пояса ферм, предназначен-
ных для восприятия максимальной нагрузки, запроектированы из
стали марки 14Г2 категории 12 по ГОСТ 19281—73. Остальные эле-
менты этих ферм и все прочие фермы серии запроектированы из
стали марки ВСт.Зпсб по ГОСТ 380—71 *.
В соответствии с рекомендациями, приведенными в выпусках
данной серии стропильных ферм, продольные швы коробчатых се-
чений верхних поясов должны выполняться путем автоматической
сварки под слоем флюса или в среде углекислого газа. Сварку ре-
10
комендуется выполнять в кондукторах, используя сварочные трак-
торы ТС-17 со специальной приставкой для внебазовой сварки или
АДС-1000-3 (рис. 1.5).
' Типовые фермы по серии 1.860-1 (до их отмены) широко при-
менялись в Украинской и Белорусской ССР, республиках Средней
Азии и Прибалтики. Типовые фермы по серии 1.860-5 до настояще-
го времени не нашли широкого применения.
Институтом ЦНИИЭПсельстрой в 1974 г. разработана типо-
вая серия 1.860-4 стальных арок из развитых двутавров (рис. 1.6,
табл. 1.3), предназначенная для применения в однопролетных сель-
1.4. Треугольные фермы серии 1.860-5 (конструктивные схемы и схемы связей
по верхним поясам ферм):
с — поперечные связи и распорки; р — растяжки; 1 — верхний пояс фермы; 2 железо-
бетонная колонна
11
скохозяйственных зданиях с относительной влажностью внутрен-
него воздуха до 75 %.
Развитой двутавр образуется путем резки его стенки по полиго-
нальной линии с последующей раздвижкой, смещением на один зуб
и сваркой встык по выступающим кромкам разрезанной стенки.
1.5. Схема кондуктора для автоматиче-
ской сварки верхних поясов ферм серии
1.860-5:
/ — кондуктор; 2— сварочный трактор; 3 -
винтовой прижим; 4 — элемент верхнего поя-
са
(О других способах образования развитых двутавров см. в после-
дующих главах).
Термин «развитой двутавр» наиболее точно характеризует прин-
цип образования подобных элементов, у которых высота сечения
развивается (увеличивается) по отношению к исходному про-
филю
Арки из развитых двутавров запроектированы треугольного
очертания с жестким фланцевым соединением на болтах нормаль-
ной точности в коньке. Пролет арок 18 и 21 м. Уклон верхнего по-
яса арки 1:4. Соединение с опорными конструкциями шарнирное.
Восприятие распора осуществляется затяжкой из арматурной ста-
ли марок 25Г2С (при диаметрах стержней до 40 мм) и 18Г2С (при
диаметрах 50 мм).
Для осуществления натяжения при монтаже, с целью выбора
провиса от неточности изготовления, на концах затяжки преду-
смотрены переходники с нарезкой и гайкой. Переходник соединя-
ют с затяжкой при помощи ванной сварки. Затяжка запроектиро-
вана из двух элементов, соединяемых при монтаже также с по-
мощью сварки.
Верхний пояс выполняется из развитого двутавра. Высота про-
филя его увеличивается по сравнению с исходным двутавром на
18—31 %. Материал двутавра — сталь марки ВстЗпсб по ГОСТ
380—71 *.
Типовые арки по серии 1.860-4 изготовляются специализирован-
ными заводами Укрмежколхозстроя и поставляются комплектно с
легкими асбестоцементными ограждающими конструкциями. Всего-
за 1978—1983 гг. предприятиями Укрмежколхозстроя было изго-
товлено и смонтировано 15,6 тыс. т металлоконструкций в виде
арок из развитых двутавров. В других республиках арки из раз-
витых двутавров до настоящего времени не нашли применения.
Экспериментальные стальные конструкции. Висячие системы.
В сельскохозяйственном производстве возрастает потребность в
1 В технической литературе подобные конструкции называются по-разному
(перфорированные, сквозные и т. д.). Автором в данной книге приняты термины:
«развитые двутавры» (для профилей постоянного сечения со сквозной стенкой)
и «развитые двутавры переменного сечения со сплошной (нлн сквозной) стенкой».
12
большепролетных зданиях и сооружениях для хранения сельско-
хозяйственной техники, послеуборочной обработки зерна, для оран-
жерей и т. д. Имеется опыт применения для таких сооружений
легких вантовых конструкций с использованием в каркасах арма-
турной стали, тросов, канатов, а для покрытий — брезента, синте-
тической пленки и других легких материалов.
1.6. Арки из развитых двутавров (серия 1.860-4):
1 — развитый двутавр; 2 — затяжка; 3 — переходник; 4 — подвеска
В опытном хозяйстве Мироновского института селекции и семе-
новодства пшеницы в 1970 г. построен крытый вантово-тентовый
ток пролетом 30 м для послеуборочной обработки зерна (рис.
1.7, а). Каркас сооружения собирается из стальных трубчатых ше-
дов, к которым крепятся безраскосные вантовые фермы из арма-
турной стали. Тентовое покрытие — из брезента. По данным инсти-
тута Укрниигипросельхоз, разработавшего проект, стоимость ванто-
вого тока снижена в 2 раза, затраты труда сокращены в 5 раз по
сравнению с типовым проектом, предусматривающим применение
железобетонных конструкций.
В 1965 г. в Херсонской обл. построена вантовая оранжерея с
покрытием из светопроницаемой пленки (рис. 1.7, б). Сооруже-
ние— прямоугольное в плане, размерами 60X100 м, в поперечном
направлении трехпролетное (14 + 32+14 м), шаг опор в продоль-
13
1.3. Номенклатура стальных арок из развитых двутавров серии 1.860-4
	Я	Основные размеры, (см. рнс. 1.6)			мм	Л			Расход стали,			кг
	я СХ л					Л Л 'Т ь я £	со К С8 я 2 я			СО я 9-		X ф
I № п/п	Марка	1	н	h	d	^5 = 38-е- О О ««•SO. в	5 О aS Я S «I CU ч я £	всего		в том числе двутав		Ф X у щ U В ЙВ сО «—< СХ О 4J, в»а<
1	А18-1Г	17 800	250	493	22	18	5,88	449,6	336,6	472,3
2	А18-2Г	17 800	280	497	25	20	7,50	519,3	384,2	548,6
3	А18-ЗГ	17 800	300	519	28	22	8,97	597,6	439,8	634,4
4	А18-4Г	17 800	320	530	28	24	10,59	660,2	499,3	697,0
5	А18-5Г	17 800	360	550	32	27	13,27	769,5	576,3	817,6
6	А18-6Г	17 800	400	583	36	30	15,98	919,4	668,1	980,5
7	А18-7Г	17 800	420	653	36	33	19,09	1024,3	772,3	1085,4
8	А18-8Г	17 800	470	691	40	36	22,89	1184,1	889,1	1259,7
9	А18-1Б	17 800	270	504	25	20Б1	7,01	504,6	369,5	533,9
10	А18-2Б	17 800	260	509	25	20Б2	7,26	539,4	398,7	568,7
11	А18-ЗБ	17 800	270	484	28	20БЗ	8,19	599,4	438,8	636,2
12	А18-4Б	17 800	320	510	28	23Б1	9,22	591,1	431,8	627,9
13	А18-5Б	17 800	310	524	28	23Б2	9,85	625,8	466,4	662,6
14	А18-6Б	17 800	310	524	32	23БЗ	10,89	718,1	517,5	765,2
15	А18-7Б	17 800	340	550	32	26Б1	11,38	699,1	506,7	747,2
16	А18-8Б	17 800	340	540	32	26Б2	12,16	740,5	548,8	788,7
17	А18-9Б	17 800	350	547	32	26БЗ	13,64	802,5	605,5	850,6
18	А18-10Б	17 800	400	593	32	30Б1	14,27	799,0	596,2	847,1
19	А18-11Б	17 800	390	588	36	30Б2	15,84	879,7	644,2	940,8
20	А18-12Б	17 800	390	608	36	ЗОБЗ	17,31	956,7	710,0	1017,8
21	А18-13Б	17 800	440	664	36	35Б1	15,84	956,1	699,1	1017,2
22	А18-14Б	17 800	430	648	40	35Б2	20,06	1064,2	775,2	1139,8
23	А18-15Б	17 800	430	658	40	35БЗ	22,07	1144,1	853,9	1219,7
24	А18-16Б	17 800	490	720	40	40Б1	22,81	1169,1	863,8	1244,7
25	А18-17Б	17 800	470	701	50	40Б2	25,48	1373,4	961,5	1491,7
26	А18-1Ш	17 800	260	561	28	20Ш1	9,96	706,7	531,9	743,5
27	А18-2Ш	17 800	250	545	28	20Ш2	10,59	766,9	579,6	803,7
28	А18-ЗШ	17 800	300	561	32	23Ш1	12,65	835,5	628,8	883,6
29	А18-4Ш	17 800	320	530	32	23Ш2	14,13	917,6	701,8	1029,5
30	А18-5Ш	17 800	330	569	36	26Ш1	17,46	1043,1	782,2	1104,2
31	А18-6Ш	17800	320	624	36	26Ш2	19,33	1134,2	866,3	1195,3
32	А18-7Ш	17 800	370	625	40	30Ш1	23,49	1286,2	972,2	1362,0
33	А21-1Г	20 800	290	554	25	20	5,69	610,7	449,1	644,6
34	А21-2Г	20 800	310	544	25	22	6,87	677,5	513,1	711,8
35	А21-ЗГ	20 800	330	595	28	24	8,34	775,8	583,6	818,9
36	А21-4Г	20 800	370	606	32	27	10,50	901,6	673,5	958,0
37	А21-5Г	20 800	400	643	36	30	12,85	1067,4	780,4	1139,0
38	А21-6Г	20 800	430	688	36	33	15,25	1198,5	902,4	1270,1
39	А21-7Г	20 800	480	736	40	36	18,49	1393,4	1039,5	1475,7
40	А21-8Г	20 800	520	747	50	40	22,71	1699,8	1219,1	1482,0
41	А21-1Б	20 800	270	554	22	20Б2	5,45	611,7	466,2	638,2
42	А21-2Б	20 800	280	549	25	20БЗ	6,33	676,9	513,2	711,2
43	А21-ЗБ	20 800	320	580	25	23Б1	7,06	666,0	504,7	701,2
44	А21-4Б	20 800	320	590	28	23Б2	7,70	736,1	545,1	779,2
45	А21-5Б	20800	320	600	28	23БЗ	8,53	801,0	604,9	844,1
46	А21-6Б	20 800	350	615	28	26Б1	8,93	783,9	592,2	827,0
47	А21-7Б	20 800	340	616	32	26Б2	9,42	873,5	641,2	929,9
48	А21-8Б	20 800	350	617	32	26БЗ	10,64	949,4	707,4	1003,8
49	А21-9Б	20 800	400	643	32	ЗОБ1	11,53	936,6	691,2	993,0
50	А21-10Б	20 800'	400	653	32	30Б2	12,46	993,0	750,1	1049,4
51	А21-11Б	20 800	410	618	32	ЗОБЗ	13,83	1116,2	829,6	1187,8
52	А21-12Б	20800	460	704	36	35Б1	14,37	1125,7	817,3	1197,3
14
Продолжение табл. 1.3	
а	л	я	Расход стали, кг
	(см. рнс. 1.6)	й-В	«,	«
	н»£	= 2 а	я a v
	
£	2	
В	Q л £	S	йх-а 5 5! а!	2	о ч Н я " 1	Н	h	d	g л—С Л ч a a	5	caa<
53 А21-13Б	20 800 450 709 36	35Б2 16,04	1218,8	907,0	1289,8
54 А21-14Б	20 800 460 674	40 35БЗ 17,76	1338,6	998,8	1428,1
55 А21-15Б	20 800 510 760 40	40Б1 18,44	1364,7 1009,3	1453,2
56 А21-16Б	20 800 490 712 50	40Б2 21,24	1612,4 1129,8	1751,0
57 А21-17Б	20 800 500 737 50 40БЗ 23,35	1717,7 1231,7	1856,3
58 А21-1Ш	20 800 260 531	28	20Ш1 7,26	834,2	621,6	877,3
59 А21-2Ш	20 800 260 551	28	20Ш2 8,00	891,8	677,1	934,9
60 А21-ЗШ	20 800 300 601	32	23Ш1 10,01	939,5	735,6	1045,9
61 А21-4Ш	20 800 300 613 32	23Ш2 11,18	1032,1	820,1	1148,5
62 А21-5Б	20 800 330 649 36	26Ш1 13,64	1232,9	914,0	1304,5
63 А21-6Ш	20 800 330 679 36	26Ш2 15,11	1339,0 1012,3	1410,6
64 А21-7Ш	20 800 390 640 40	30Ш1 18,39	1505,0 1136,8	1593,5
65 А21-8Ш	20 800 370 712 50	30Ш2 20,60	1780,6 1268,1	1919,2
Примечания: 1. Маркировка арок следующая: буква А означает «арка»; первое
число — номинальный пролет, м; второе число — порядковый номер аркн в зависимости от
несущей способности; индекс «Г» означает, что арки изготовляются из двутавров по ГОСТ
8239—72; индекс «Б» — из двутавров нормального профиля по ТУ 14-2-24-72; индекс «Ш» —
из шнрокополочных двутавров по ТУ 14-2-24-72. 2. Расчетная линейная нагрузка приведена
без учета нагрузки от собственной массы.
ном направлении 5 м. В конструктивном отношении сооружение —
вантово-пневматическое, где постоянная нагрузка и часть времен-
ной (дождь и ветер) воспринимаются вантами, а увеличение вре-
менной нагрузки (снег) уравновешивается избыточным давлением
изнутри сооружения. Несущими элементами сооружения явля-
ются стойки из стальных труб 0 159 мм и фермы из стальных ка-
натов (верхний пояс 0 22 мм, нижний — 0 16 мм).
Оригинальная система вантовых шпалер для хмелевых планта-
ций была применена в Житомирской обл. (рис. 1.7, в). Вантовая
шпалера состоит из центральных, периметральных и угловых стоек
с оттяжками и связями, поддерживающими предварительно-напря-
женные фермы. Эти фермы выполнены в виде неразрезных напря-
женных распорками и стяжками поясов, свободно опирающихся
на центральные стойки и жестко закрепленных на периметральных
стойках.
Предложенная система в сравнении с традиционным решением
позволила увеличить пролет и рабочую высоту сооружения, не ме-
няя высоты железобетонных стоек, и тем самым значительно сокра-
тить расход сборного железобетона.
Рамный каркас здания. Институтом ЦНИИЭПсельстрой (г. Ап-
релевка) в 1973 г. были разработаны технические решения и рабо-
чие чертежи стальных рам из развитых двутавров для каркасов
сельскохозяйственных производственных зданий. Рамы предназна-
чены для применения в зданиях с относительной влажностью воз-
духа в помещениях, не превышающей 75 %, и степенью агрессив-
ного воздействия на стальные конструкции не выше средней. Габа-
15
ритные размеры и технико-экономические показатели рам приведе-
ны в табл. 1.4. Ригель рамы имеет ломаное (в середине пролета)
очертание. Уклон полуригелей 1:4.
Конструкцией рамы предусмотрено шарнирное опирание в пяте
и жесткое соединение в коньке. Соединение ригеля со стойкой в
карнизном узле может быть сварным или болтовым.
Рамы выполнены из развитых двутавров постоянного сечения.
Высота профиля увеличена по отношению к исходному двутавру на
1.7. Вантовые конструкции сельскохозяйственных сооружений:
а — вантово-тентовый ток (опытное хозяйство Мироновского института селекции и семеновод-
ства пшеницы): / — трубчатый шед; 2 — вантовая ферма; 3 — тентовое покрытие; б — ванто-
вая оранжерея (Херсонская обл.): / — стальная трубчатая стойка; 2— вантовая ферма; в —
вантовые шпалеры для хмелевых плантаций (Житомирская обл.): / — центральные стойки;
2 — периметральные стойки; 3 — угловые стойки; 4 — оттяжки; 5—связи; 6 — пояса ферм;
7 — распорки; 8 — стяжки
30—40 %. Ригель и стойка рамы со стороны карнизного узла уси-
лены накладками из полосовой стали, приваренными по всей дли-
не к полкам двутавра. Карнизный узел рамы усилен вутом, кото-
рый выполняется при сварном решении карнизного узла из отрезка
прокатного двутавра того же профиля, из которого сделана рама,
или из листовой стали — при разъемном решении карнизного узла.
Крепление рамы к железобетонному фундаменту осуществляется с
помощью анкерных болтов (два на каждую стойку рамы).
Подбор сечений рамы производился по методике, разработан-
ной ЦНИИЭПсельстроем.
Снеговые нагрузки на раму приняты для I—IV районов. На-
грузка от собственной массы конструкций покрытия определена ис-
16
1.4. Номенклатура стальных рам нз развитых двутавров постоянного сечения
№ П/П	1	Марка изделия	Основные размеры, мм					№ двутавра (исход- ный профиль)	1	Расчетная нагрузка, кН/м	Сечение накладок, мм	Масса полурамы, кг	
		1/2	Н	^н.с	^н.р	h				всего	В том числе двутавра
1 2	РС-180-24-1 PC-189-24-1 (Р)	900	2400	1600	2100	260	20	4,70	120X6	320 343	251 236
3 4	РС-180-27-1 РС-180 27-1 (Р)	900	2700	1720	2000	260	20	4,70	120X6	326 349	257 242
5 6	РС-180-30-1 PC-180-30-1 (Р)	900	3000	1840	1900	270	20	4,70	120X6	333 356	264 249
7 8	РС-180-36-1 PC-180-36-1 (Р)	900	3600	2060	1780	280	20	4,70	120X6	348 371	276 261
9 10	РС-180-24-2 РС-180-24-2(Р)	900	2400	1600	2100	285	22	6,00	125X6	360 385	287 270
11 12	РС-180-27-2 РС-180-27-2 (Р)	900	2700	1720	2000	290	22	6,00	125X6	367 391	294 277
13 14	РС-180-30-2 РС-180-30-2(Р)	900	3000	1850	1910	300	22	6,00	125X6	370 400	301 284
15 16	РС-180-36-2 РС-180-36-2 (Р)	900	3600	2070	1790 305		22	6,00	125X6	392 416	316 299
17 18	РС-180-24-3 РС-180-24-3 (Р)	900	2400	1610	2110	315	24	7,25	130X8	419 449	326 307
19 20	РС-180-27-3 РС-180-27-3 (Р)	900	2700	1730	2010	320	24	7,25	130X8	427 457	334 315
21 22	РС-180-30-3 РС-180-30-3(Р)	900	3000	1860	1920	325	24	7,25	130X8	436 466	343 324
23 24	РС-180-36-3 РС-180-36-3(Р)	900	3600	2080	1800	335	24	7,25	130X8	455 485	359 340
25 26	РС-180-24-4 PC-180-24-4 (Р)	900	2400	1620	2120 350		27	9,30	140X8	476 509	376 354
27 28	РС-180-27-4(Р) РС-180-27-4 (Р)	900	2700	1740	2020	355	27	9,30	140X8	487 518	364 364
29 30	РС-180-30-4 РС-180-30-4(Р)	900	3000	1870	1930	370	27	9,30	140X8	499 530	395 373
31 32	РС-180-36-4 РС-180-36-4(Р)	900	3600	2090	1810	380	27	9,30	140X8	520 552	414 391
2 4-1580
17
Продолжение табл. 1.4
							№ двутавра (исход- ный профиль)	Расчетная нагрузка, кН/м	Сечение накладок, мм	Масса полурамык кг	
№ п/п	Марка изделия	Основные размеры, мм									
		Z/2	н	гн.с	н.р	h				всего	Л и s £ 2 о h S в И S’
33 34	РС-180-24-5 РС-180-24-5(Р)	900	2400	1630	2130	390	30'	11,50	150X10	579 620	436 411
35 36	РС-180-27-5 РС-180-27-5(Р)	900	2700	1750	2030	390	30	11,50	150X10	591 632	447 422
37 38	PC-180-30-5 РС-180-30-5(Р)	900	3000	1880	1940	410	30	11,50	150X10	603 644	458 433
39 40	РС-180-36-5 РС-180-36-5(Р)	900	3600	2110	1820	.420	30	11,50	150X10	626 667	480 455
41 42	PC-180-24-6 РС-180-24-6(Р)	900	2400	1640	2140	430	33	14,60	160X10	657 703	504 475
43 44	РС-180-27-6 РС-180-27-6(Р)	900	2700	1760	2040	440	33	14,60	160X10	673 717	517 488
45 46	РС-180-30-6 РС-180-30-6 (Р)	900	3000	1890	1950	450	33	14,60	160X10	688 732	530 501
47 48	РС-180-36-6 РС-180-36-6(Р)	900	3600'	2130	1840	460	33	14,60	160X10	716 761	555 526
49 50	PC-180-24-7 РС-180-24-7(Р)	900	2400	1650	2150	470	36	17,90	160X12	759 817	581 547
51 52	PC-180-27-7 РС-180-27-7(Р)	900	2700	1770	2050	480	36	17,90	160X12	773 831	595 561
53 54	PC-180-30-7 PC-180-30-7 (Р)	900	3000	1900	1960	490	36	П.ЭО'	160X12	793 851	610 576
55 56	РС-180-36-7 РС-180-36-7(Р)	900	3600	2140	1860	500	36	17,90	160X12	826 884	639 605
57 58	РС-210-27-1	10 500 PC-210-27-1 (Р)	и и		2700	1610	2850	285	22	4,70	125X6	403 426	331 316
59 60	РС-210-27-2 РС-210-27-2(Р)	0 500	2700'	1620	1860	315	24	6,00	130X6	462 492	360 360
61 62	РС-210-27-3	10 500 РС-210-27-3(Р)		2700	1630	1870	350	27	7,25	140X8	536 566	435 416
63 64	РС-210-27-4	1Л1-ПП РС-210-27-4(Р) 1и&ии		2700	1640	1880	390	30	9,30	150X10	651 693	504 482
65 66	РС-210-27-5	,ПгПП РС-210-27-5(Р) 1иоии		2700	1650	1890	430	33	11,50'	160X10	740 781	582 557
67 68	РС-210-27-6	10 500 РС-210-27-6(Р) 1ио		2700	1660	1900	470	36	14,60	160X12	853 899	671 642
69 70	РС-210-27-7	1050„ РС-210-27-7(Р)	U0UU		2700	1670	1910	520	40	17,90	170X12	968 1026	774 740
Примечания: 1. Условные обозначения: Н — высота стойки; h— высота развитого'
двутавра; /нси ^н.р” наклаДки» привариваемые соответственно к стойке и к ригелю; I —
пролет рамы. 2. Маркировка полурам: буквенный индекс PC обозначает «рама стальная»;
первое число указывает на пролет рамы в дециметрах, второе — на внутреннюю высоту по-
мещения в дециметрах, последняя цифра — номер в порядке возрастания несущей способ-
ности. Индекс «Р» в скобках после последней цифры означает, что полурама разрезная
в карнизной части.
18
ходя из применения: 1) легких плит покрытия с деревянным кар-
касом непосредственно по рамам при шаге рам 3 м или по прого-
нам при шаге рам 6 м; 2) профилированного стального настила.
Двухшарнирные рамы из развитых двутавров запроектированы
с учетом их производства на поточных технологических линиях,
включающих весь комплекс операций как по изготовлению сквоз-
ного проката, так и по сборке рамы с последующей защитой ее от
коррозии, с широким применением автоматической и полуавтома-
тической резки и сварки. Резка и сварка двутавра, сборка рам про-
изводятся на специализированных стендах с учетом технологиче-
ских рекомендаций, разработанных институтом ВНИКДИС и
ЦНИИЭПсельстрой.
На объекте рамный каркас можно монтировать из полурам,
используя центральную инвентарную стойку для опирания полурам
до соединения их болтами в коньке, или же устанавливать цель-
ные рамы, полученные в результате укрупнительной сборки.
Металлические конструкции каркасов сельскохозяйственных
зданий, применяемые за рубежом. Массовое строительство сель-
скохозяйственных производственных зданий многоцелевого назна-
чения с применением стальных конструкций в Венгерской
Народной Республике началось еще в 1965 г. Первые
типы зданий имели комбинированные каркасы: на железобетон-
ные стойки двутаврового сечения устанавливались фермы, пред-
ставляющие собой стропильные элементы из холоднокатаной стали
двутаврового профиля. Концы стропильных элементов соединены
затяжкой из стержневой арматуры; коньковый узел и затяжка со-
единены подвеской (рис. 1.8, а). Здания с каркасом такой конст-
рукции строятся пролетом 9, 12 и 15 м. Высота помещения до за-
тяжки 2,5—3,9 м с интервалом 0,2 м. Расход металла на ферму,
приведенный к 1 м2 площади пола, составляет, кг/м2: при пролете
9 м — 10,6; при пролете 12 м — 11,4; при пролете 15 м — 13,0.
В настоящее время большое распространение получили одно-
пролетные здания шириной от 10,5 до 30 м рамной конструкции с
двускатным ригелем. Объем строительства таких зданий составля-
ет в среднем 270 тыс. м2 производственных мощностей в год. Так,
для хранения сельхозпродуктов применяются здания со стальным
каркасом из двутавровых стальных профилей (рис. 1.8, б). Анало-
гичные конструкции применяются при строительстве зданий для
крупного рогатого скота. Расход металла на каркас зданий про-
летом 10,5—22 м .при высоте стоек 2,85—4 м составляет от 14 до
28 кг на 1 м2 площади. При необходимости размещения в здании
транспортеров и другого технологического оборудования применя-
ются рамы с горизонтальным участком ригеля (рис. 1.8, в). Обору-
дование размещается на горизонтальном участке ригеля. Нагрузка
от технологического оборудования на раму 7,5 кН/м. Перечислен-
ные типы рам устанавливаются с шагом 3 м.
Для свинарников, где требуется устройство технологической
перегородки по середине помещения, применяют стальные рамы
(рис. 1.8, а), ригель и стойка которых выполняются из стальных
2*
19
холоднокатаных двутавровых балок, причем стойка — из развитого
двутавра со сплошной стенкой переменной высоты по длине эле-
мента. Устанавливают рамы с шагом 4 м.
Для сельских зданий, особенно животноводческого назначения,
предпочтение отдается горячекатаным профилям, так как они в
меньшей степени подвержены коррозии. Горячекатаные двутавро-
вые узкополочные профили в конструкциях рамных каркасов при-
меняются в виде элементов со сквозной стенкой постоянного сече-
ния (рис. 1.8, д, е).
1.8. Схемы стальных каркасов зданий сельскохозяйственного назначения (ВНР):
а — зданий многоцелевого назначения (комбинированный каркас); б — коровников, телят-
ников, родильных отделений, помещений для выращивания молодняка КРС, для хранения
сельхозпродуктов; в — зданий универсального типа; г — производственных зданий свиновод-
ческих комплексов; д, е — зданий многоцелевого назначения
20
Институтом сельского строительства и механизации «IBMER»
(ПНР) в 1974 г. разработана серия стропильных ферм (типы А,
В, С, D, рис. 1.9), предназначенных для покрытий животноводче-
ских зданий различной ширины: от 8,1 до 12,6 м (кратно модулю
0,3 м). Каждый тип фермы может быть приспособлен для четырех
пролетов путем изменения угла наклона верхнего пояса фермы к
1.9. Типы ферм покрытий для животноводческих зданий (ПНР)
горизонтальной плоскости. Элементы верхнего и нижнего поясов
полуферм, а также затяжка запроектированы из стальных дву-
тавровых профилей. Остальные элементы — из стальных труб.
Расход стали на 1 м2 площади горизонтальной проекции покры-
тия колеблется в пределах 17,0—20,3 кг. При этом масса ферм со-
ставляет от 53 до 61 %, а масса прогонов соответственно от 47 до
39 % общей массы конструкций.
Разработана унифицированная номенклатура несущих и ог-
раждающих конструкций полносборных одноэтажных зданий си-
стемы «Fermstal» для пролетов от 9 до 24 м. Высота помещения до
низа выступающих конструкций у стены составляет от 2,1 до 3,0 м
(табл. 1.5). Каркас здания —двухшарнирные стальные рамы, уста-
навливаемые с шагом 3 м. Ригели и стойки рам запроектированы
из прокатных и сварных двутавров. Расход металла с учетом рас-
хода на связи 25,8—32,7 кг/м2.
1.5.	Габаритные схемы зданий системы «Fermstal» (ПНР)
Схема стальной рамы
1	L
	
Минималь- ная высо- та поме- щений h, м	Пролет рамы 1, м							
	9,0	10,5	12,0	15,0	16,5	18,0	21,0	24,0
2,1	+	+	+		+			
2,4	+	+	+	+	+	+		
2,7			+	+	+	+	+	+
3,0					+	+	+	+
21
В Великобритании за последние пятнадцать лет ши-
рокое распространение получили серийно изготовляемые промыш-
ленностью стальные несущие и ограждающие конструкции, в том
числе для производственных сельских зданий. Основными несущи-
ми стальными конструкциями типовых зданий являются рамы и
безраскосные фермы по колоннам (рис. 1.10). Разработаны и при-
1.10. Стандартные стальные конструкции сельскохозяйственных зданий
(Великобритания):
а—рама; б — безраскосная арочная ферма; в — стропильная ферма
меняются в животноводческих зданиях пролетами 12, 15, 17 и 20 м
профили из гнутой листовой стали.
Значительный интерес представляют стальные рамные конст-
рукции из двутавровых профилей, в частности конструкции зданий
многоцелевого назначения для сельскохозяйственного строительст-
ва серии «Defiant». Здания имеют рамный каркас из двутавровых
прокатных профилей. Элементы фахверка и обрешетки выполнены
из гнутых профилей. Комплекты строительных конструкций выпу-
скаются для зданий пролетами: 9,0; 11,0; 14,3; 17,5; 20,8 и 24,0 м
при шаге рам 6 м. В процессе монтажа здания производится за-
моноличивание стоек рам и фахверка торцевых стен в бетонных
фундаментах.
В настоящее время для несущих элементов каркаса широко
применяются развитые профили постоянного сечения.
Во Франции при строительстве сельскохозяйственных про-
изводственных зданий основного и вспомогательного назначения
широко применяются стальные трубчатые конструкции. Каркас
здания образуется пространственными рамами, выполненными из
стальных труб диаметром 60—250 мм. Ригели рам представляют
собой пространственные решетки треугольного сечения с двумя
нижними горизонтальными поясами и одним верхним поясом ло-
маного очертания, придающим крыше двускатную форму. Стойки
рам выполнены в виде пространственных решеток четырехугольного
сечения, уменьшающегося книзу. Пролет рам от 12 до 30 м, в ред-
ких случаях пролет превышает 30 м (рис. 1.11, а). Масса конструк-
ций 20,0 —30,0 кг на 1 м2 площади пола. Трубы применяются
круглого, квадратного и прямоугольного сечений.
Два новых типа стальных балок, получивших фирменное на-
звание «Профилько» и «Путрелько» (рис. 1.11, б, в), выполняют из
тонколистовой стали методом холодной гибки на листогибочных
прессах с последующей автоматической сваркой одного или нес-
кольких поясных швов. Стенки балок типа «Профилько» усилены
ребрами жесткости, образуемыми методом холодной штамповки и
22
способствующими значительному повышению устойчивости тонкой
стенки. При большой легкости эти балки обладают значительной
прочностью и широко применяются в качестве различных балоч-
ных элементов в системах покрытий и фахверка.
Из большого многообразия типов стальных конструкций, при-
меняемых в США для строительства как непосредственно жи-
1.11. Пространственная рама из
трубчатых конструкций (а) н
стальные балочные профили соот-
ветственно «Профнлько» (б) н
«Путрелько» (в) (Франция)
вотноводческих и птицеводческих зданий, так и зданий многоцеле-
вого назначения, особый интерес представляют конструкции фирмы
«Батлер». Главная особенность конструктивной системы «Батлер»
состоит в том, что она включает полный комплект стальных кон-
струкций заводского изготовления (как несущих, так и ограждаю-
щих), из которых можно целиком смонтировать здание. В комплект
входят, в основном, конструкции трех видов: главные несущие
конструкции (стальные рамы); вспомогательные конструкции
(стальные прогоны, обвязочные ригели и связи); ограждающие
конструкции покрытия и стен (панели на основе стальных профи-
лированных листов).
Рамы выпускаются следующих видов:
однопролетные с двускатным ригелем—применяемые в здани-
ях, где нежелательны промежуточные опоры; по крутизне скатов
разделяются на три типа: для плоских покрытий с уклоном скатов
1:48, низкого профиля с уклоном скатов 1:24 и 1:12 и высокого
профиля с уклоном скатов 1:3. Пролеты рам от 12 до 36 м с града-
цией через 3 м;
многопролетные рамы — применяются в зданиях средней и
большой ширины, где допустимы промежуточные опоры или где из-
за большой ширины нельзя применять однопролетные рамы. Уклон
скатов 1:24 и 1:12. Пролеты рам 12; 15; 18 и 22,5 м, ширина зда-
ний до 90 м;
Г-образные полурамы — применяются для пристроек и в тех
случаях, когда необходимо расширить здание, не меняя существу-
ющих конструкций. Уклон ската 1:24, пролет полурам—9 м.
Высота всех типов рам в карнизном узле принимается 3,6; 4,2;
4,8; 6,0 и 7,2 м. Шаг рам 6,0; 7,5 и 9,0 м. Рамы рассчитаны на рас-
пределенную поверхностную нагрузку от 1,5 до 2,5 кПа и ветровую
нагрузку 1,0 кПа.
23
При числе типоразмеров стоек рам 293 и ригелей 165 количе-
ство возможных вариантов рам, различающихся типом, пролетом,
высотой в карнизе, шагом и несущей способностью, достигает 8 ты-
сяч. Для изготовления элементов рам применяются стандартные
прокатные либо сварные профили. Исходным материалом для свар-
ных профилей служат полосы толщиной от 5 до 12 мм из стали
,	,пллл	повышенной прочности с
□ то--------; г----ж-------7 , пределом текучести 350
!	’ ’	Л МПа. Ригели рам изготов-
t г j-~ / г J	ляют составными по длине.
Т ТТ^^^^^21^^==========°==°:^^У Все монтажные соединения
выполняются жесткими на
высокопрочных' болтах.
Прогоны, обвязочные ри-
гели и крестовые связи вы-
полняют из гнутых Z-образ-
ных и швеллерных профи-
лей высотой 200 мм. Для их
изготовления применяют
стальные листы толщиной
1,5—3 мм. Прогоны распо-
лагают с шагом 1,5 м. Все
соединения второстепенных
конструкций с главными
осуществляются на болтах.
На рис. 1.12 представле-
ны два варианта двухшар-
нирных рам пролетом 30 м
одинаковой высоты, рассчи-
1.12. Двухшарнирные стальные рамы из тайные под одинаковые на-
прокатных (а) и сварных (б) двутавровых грузки (вертикальная — 2,5
профилей (США)	кПа, горизонтальная — 1,0
кПа). Первая рама выпол-
нена из прокатных профилей высотой 838 мм, вторая — из сварных с
переменной высотой сечения (1118 мм в коньковом и 336 — в опор-
ном узле стойки). Во втором варианте расход металла на 44 %
меньше, чем в первом, поскольку применение сварных профилей
переменного сечения позволяет рационально распределить матери-
ал по длине элементов. Предпочтение отдается рамам из сварных
профилей, хотя они многодельнее по сравнению с рамами из про-
катных профилей.
Трудовые затраты на изготовление конструкций составляют
приблизительно 0,17 чел.-ч на 1 м2 площади пола. Трудовые затра-
ты на монтаж, отнесенные к 1 м2 площади здания, изменяются от
0,65 чел.-ч в зданиях шириной 36 м и до 1,03 чел.-ч в зданиях шири-
ной 12 м.
Определенный интерес представляют стальные рамные каркасы
зданий многоцелевого назначения, выпускаемые в Японии.
Рамы применяются трех типов (табл. 1.6):
24
тип 1 — для однопролетных одноэтажных зданий без крановых
нагрузок с высотой помещения (у продольной стены) от 3,5 до
6,0 м. Пролет рам 7 — 24 м с интервалом в 1 м. Стойка и полури-
гель имеют переменную высоту сечений по длине элементов и сое-
диняются в раму на болтах;
1.6. Номенклатура стальных рамных каркасов зданий многоцелевого иазначеиия
(Япония)
Схема рамы
7,0;	8,0;	3,5;
9,0;	10,0;	4,0;
11,0;	12,0;	4,5;
13,0;	14,0;	5,0
15,0;	16,0;	5,5;
17,0;	18,0;	6,0
19,0; 20,0;
21,0; 22,0;
23,0; 24,0
3,6; 300— 0,80—
4,5; 570 3,75,
9,0
9,0; 12,0;
15,0; 18,0
4,0
. е 300— q ок
4 >5	670	2185
25
Тип 2—для зданий пролетом 9; 12; 15; 18 и 21 м с крановыми
нагрузками. Минимальная высота помещения 7,5 м. Элементы рамы
имеют постоянную по всей длине высоту сечений;
тип 3 — для зданий шириной 9; 12; 15 и 18 м с размещением
технологического оборудования на чердачном перекрытии.
1.7. Сортамент стальных профилей для сварных двутавровых балок (Япония)
Тнп профиля	| Размеры, мм			Площадь сечения, см2	Масса 1 м, кг	С, см	Справочные величины для осей					
	। В	D	t				X — А’			Y— Y		
							'х’ см4	‘х- см	см	1у\ см4	1У СМ	sy см
	140	26	4,5	7,03	5,52	0,735	3,85	0,74	2,07	105	3,86	15,0
I	180	35	6,0	12,14	9,53	1,020	14,10	1,08	5,66	297	4,95	33,0
	180	26	4,5	8,83	6,93	0,631	4,26	0,69	2,16	220	5,00	24,5
	240	35	6,0	15,72	12,30	0,853	16,6	1,0'3	6,25	696	6,66	58,0
II	240	38	9,0	22,86	17,90	0,954	20,22	0,94	7,10	1038	6,74	86,5
	240	41	12,0	30,29	23,80	1,085	25,57	0,92	8,48	1399	6,80	117,0
Элементы рам выполняются из эффективных сварных двутав-
ровых профилей, при этом для полок двутавра используются стан-
дартные штампованные или прокатные профили (табл. 1.7) тол-
щиной'4,5; 6,0; 9,0 и 12,0 мм, а стенка высотой от 150 до 670 мм и
толщиной, соответствующей толщине полки, выполняется из поло-
совой стали.
Представленные поперечики отвечают практически всем типам
сельскохозяйственных зданий основного, подсобного и вспомога-
тельного назначения, а применяемые конструктивные элементы по
расходу материалов эффективнее большинства стандартных про-
филей.
26
1.2. КЛАССИФИКАЦИЯ СТАЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ
КАРКАСОВ ЗДАНИЙ
Каркас одноэтажного здания представляет собой неизменяе-
мую пространственную систему. При расчете эта система либо рас-
членяется на ряд плоских систем, либо рассчитывается как про-
странственная, что позволяет при определенных условиях снизить
материалоемкость конструкции в целом.
Наиболее типичные стальные конструкции каркасов здания,
которые нашли применение в нашей стране, приведены в прило-
жениях 1—3.
С целью систематизации металлоконструкций каркасов одно-
этажных сельскохозяйственных производственных зданий автором
предложена классификация их по конструктивной схеме, типу ме-
таллоконструкции и конструктивной форме (схема 1.1). При этом
пространственные конструкции не рассматриваются как самостоя-
тельная группа по следующим причинам. Металлические складча-
тые конструкции и своды-оболочки в соответствии с действующи-
ми нормативами [3] в сельскохозяйственном строительстве не при-
меняются, а стальные структурные покрытия применяются в ог-
раниченном количестве. Это объясняется тем, что структурные
покрытия эффективны при укрупненной сетке колонн (12X12 м и
более) и конфигурации плана здания, приближающейся к квадра-
ту. Потребность в таких зданиях для сельского хозяйства весьма
ограничена. Здания, применяемые массово, имеют в плане форму
вытянутого прямоугольника с соотношением сторон в среднем до
1:7. Кроме того, укрупненная сетка колонн не отвечает существу-
ющей индустриальной базе по производству стеновых ограждений
для сельскохозяйственных производственных зданий.
Балки. Появление стальных консольных балок явилось
следствием механического переноса конструктивной схемы, тради-
ционно выполняемой в сборном железобетоне. Стальные консоль-
ные балки неэкономичны по расходу материала. Масса каркаса (в
сравнении с железобетонным) снижается в 2,2 раза, но расход ме-
талла возрастает в 1,8 раза. Кроме того, конструктивная схема не
отвечает современной тенденции строительства сельскохозяйствен-
ных зданий без промежуточных опор.
Стальные однопролетные балки пролетом 6—12 м
применялись в отдельных случаях для зданий с большим уклоном
кровли, но оказались неэкономичными в сравнении с железобетон-
ными конструкциями и их применение было запрещено «Техниче-
скими правилами по экономному расходованию основных строи-
тельных материалов» (ТП/101-73).
В дальнейшем балки пролетом 18 м и более из широкополоч-
ных двутавров со сквозной стенкой постояного сечения (разработка
ЦНИИпроектстальконструкции) или переменного сечения (пред-
ложение Укрколхозпроекта) могут найти применение в сочетании
с кровельными материалами, позволяющими создать герметичную
кровлю при малых уклонах. Примером таких конструкций для
27
сельскохозяйственного строительства могут послужить многослой-
ные панели или листовой материал на основе полимеров.
Балочные фермы. Как видно из приложения 2, при незначи-
тельных пролетах и малых нагрузках, состоящих практически толь-
ко из собственной массы конструкции покрытия и снеговой нагруз-
ки, фермы с параллельными поясами и трапеце-
идального очертания не дают существенного сокращения
расхода металла по сравнению с треугольными, а стоимость здания
в целом при их использовании повышается. Вызвано это следую-
щим. В животноводческих и птицеводческих зданиях высота поме-
Схема 1.1. Классификация металлоконструкций каркасов одноэтажных сельско-
хозяйственных производственных зданий
28
щений от пола до низа выступающих конструкций покрытия в ос-
новном не превышает 3 м. Стоимость стенового ограждения состав-
ляет до 35 % общей стоимости строительно-монтажных работ пол-
носборного здания. Применение ферм с параллельными поясами
или трапецеидального очертания приводит к увеличению площади
-стенового ограждения на 30—50 °/о за счет более высокой опорной
части по сравнению с конструктивными решениями, в которых ис-
пользованы фермы треугольного или полигонального очертания, и
соответственно на 9—24 % повышается стоимость всего здания.
Полигональные фермы из-за ломаного очертания верх-
него пояса не позволяют устраивать кровлю из асбестоцементных
волнистых листов, между тем для сельскохозяйственных зданий
такой тип кровли рекомендуется как основной.
Следовательно, из всех типов балочных ферм для сельскохо-
зяйственных производственных зданий предпочтительнее треуголь-
ные.
Применение т р еу г о л ь н ы х ферм с ломаным очерта-
нием нижнего пояса (см. приложения 2 и 3) требует уве-
личения высоты стен на 0,5 м, что по причинам, приведенным выше,
существенно сказывается на увеличении стоимости здания в целом.
Фермы с ломаным очертанием нижнего пояса легче ферм другой
конструкции, однако область их применения ограничена из-за де-
фицита труб и сложности изготовления узловых сопряжений эле-
ментов.
Треугольные фер м ы с г оризонта льным нижним
поясом можно объединить в три группы: с малоэлементной и
многоэлементной решеткой и фермы-балки с затяжкой.
Фермы с малоэлементной решеткой с верхним поясом сквозной
конструкции (серия 1.860-1) на 20—50 % тяжелее других (прило-
жения 1—3). Причем чем меньше нагрузка на ферму, тем выше
-ее удельная масса в сравнении с другими вариантами. Объясня-
ется это следующим: с целью обеспечения жесткости верхнего поя-
са фермы при неузловом приложении нагрузки конструкция его
принята из двух швеллеров, а для достижения устойчивости верх-
него пояса и необходимой длины площадки опирания плит покры-
тия швеллеры раздвинуты и соединены между собой наклонными
вварными планками (до 30 планок на ферму пролетом 18 и 21 м).
Наличие вварных планок определяет высокую трудоемкость
процесса изготовления ферм и невозможность его автоматизации.
Сжатые раскосы имеют большую длину и гибкость, но восприни-
мают малые усилия. Раскосы подбираются по гибкости, что при
большой длине приводит к увеличению сечения.
Верхний пояс коробчатого сечения из двух швеллеров, приня-
тый для ферм серии 1.860-5, позволяет уменьшить массу и снизить
трудоемкость изготовления ферм. Для обеспечения необходимой
площадки опирания плит покрытия швеллеры развернуты таким
образом, что полкой опирания служит стенка швеллера. Однако
швеллерные прокатные профили действующего сортамента по сво-
ей геометрии для принятой в серии схеме неэкономичны, так как
29
применение их вызывает завышение расхода металла на верхний
пояс по конструктивным соображениям.
Расход металла на треугольные фермы с многоэлементной ре-
шеткой относительно невысок, для их изготовления не требуется
сложного оборудования. Основные недостатки этих конструкций
следующие.
Фермы с поясами и решеткой из парных уголков имеют узкую
щель между уголками (6 мм), препятствующую нанесению анти-
коррозионного покрытия, и относительно большую поверхность
(0,51 м2 поверхности на 100 кг массы фермы при соответствующем
показателе по серии 1.860-5—0,33 м2 на 100 кг), что снижает долго-
вечность конструкций. Большое количество элементов (99 деталей)
и значительный объем сварных работ (340 швов общей длиной
29 м) предопределяют высокую трудоемкость и стоимость изготов-
ления ферм.
Фермы с поясами и решеткой из одиночных уголков неустойчи-
вы в плоскости, вследствие чего необходимо применять специаль-
ные приспособления при их транспортировке и монтаже. Ширина
верхнего пояса не обеспечивает минимальной длины площадки опи-
рания плит покрытия и диктует единственно рациональную кон-
струкцию покрытия с использованием прогонов, но это приводит
к повышенному расходу металла.
Фермы-балки с затяжкой образуются из двух наклонных эле-
ментов верхнего пояса и металлической затяжки с подвесками. По
конструкции верхнего пояса их можно разделить на фермы-балки
сплошного (коробчатого) и сквозного сечения (прутковая конст-
рукция или развитые двутавры).
Фермы-балки сплошного сечения предложены институтом Укр-
проектстальконструкция для экспериментального строительства.
Верхний пояс фермы состоит из двух швеллеров и двух тонких сте-
нок, усиленных продольными гофрами (лист, прокатываемый заво-
дом «Запорожсталь»), Нижний пояс фермы выполняется из швел-
лера, а подвеска — из круглой стали.
По данным Укрпроектстальконструкции, эта конструкция по
своим показателям не уступает треугольным фермам типовой се-
рии. Недостатком применения гнутых профилей в животноводче-
ских зданиях является то, что минимальная толщина листа, при-
нимаемая по требованиям антикоррозионной стойкости, превышает
требуемую толщину листа по расчету на прочность. Кроме того, го-
ризонтальное расположение стенки швеллера в элементах нижнего
пояса является наиболее нежелательным, так как способствует
ускорению коррозии.
Фермы-балки сквозного сечения в сельскохозяйственном строи-
тельстве применяются в виде двух поясов из швеллеров, соединен-
ных решеткой из арматурной стали, или из развитых по высоте
двутавров с параллельными поясами.
Институтом Укрпроектстальконструкция предложена ферма-
верхний пояс которой выполняется в виде решетчатой балки из
одиночных уголков. Соединение уголков — на проплавляемых
30
шпонках, что позволяет изготавливать такие фермы на пото«ных
линиях.
Облегченные стальные арки (фермы-балки) с верхним поясом
из развитых по высоте прокатных балок постоянного сечения и за-
тяжкой из арматурной стали по основным показателям, в том числе
по расходу стали, трудоемкости изготовления и монтажа, транспор-
табельности, коррозионной стойкости и пригодности для поточного
производства, превосходят используемые в настоящее время типо-
вые и экспериментальные фермы, применяемые в сельскохозяйст-
венных производственных зданиях. Конструктивно арки решены со
смещением центрации в коньковом и опорных узлах. При этом воз-
никает дополнительный изгибающий момент, разгружающий про-
летный на 20—25 %. Расцентровка позволяет лучше использовать
несущую способность балки постоянного сечения.
Рамы. В современном сельскохозяйственном строительстве от-
казались от использования чердаков под хранилища, стараясь
включить чердачное пространство в используемый объем основно-
го помещения. Так, при габарите помещения 2,5; 2,7 и 3,0 м, обу-
словленном высотой мобильных транспортных средств, применение
рамных конструкций с ломаным очертанием ригеля позволяет не
повышать отметку внутренней грани карнизного узла (2,4 м), а в
некоторых случаях, продиктованных технологией,— понижать до
2,2 м.
Объясняется это тем, что при уклоне ригеля 1:4 максимально
требуемая для транспортных средств высота 3,0 м обеспечивается
на расстоянии 2,5 м от стены, что по технологии соответствует зо-
не движения транспорта в большинстве зданий. В связи с этим в
последние годы у нас в стране и за рубежом предпочтение отдается
рамным конструктиям сельскохозяйственных зданий.
На основании обобщения и анализа научно-исследовательских
и проектно-конструкторских работ в области проектирования сталь-
ных рам для каркасов сельскохозяйственных зданий, выполненных
ЦНИИЭПсельстроем, Укрпроектстальконструкцией, Укрниигипро-
сельхозом и Укрколхозпроектом, все рамы можно разделить на
пять статических схем однопролетных рамных систем (рис. 1.13):
трехшарнирная рама; трехшарнирная рама с затяжкой; двухшар-
нирная рама; двухшарнирная рама с затяжкой; рама с жесткими
узлами (бесшарнирная).
Анализ статистических схем показал, что наиболее экономич-
ными по расходу металла являются рамы с затяжкой в уровне
карнизных узлов. Трехшарнирная рама с затяжкой имеет несколь-
ко большие расчетные моменты по сравнению с двухшарнирной,
однако проще в изготовлении и монтаже. Статистически неопреде-
лимая схема двухшарнирной рамы и рамы с жесткими узлами мо-
жет привести к значительным перераспределениям напряжений в
случае неравномерной осадки опор, что весьма вероятно в услови-
ях строительства на просадочных грунтах второго типа при нали-
чии мокрых процессов в период эксплуатации. Следует отметить,
что применение затяжек в уровне карнизны.х узлов лишает смысла
3t
идею рамной конструкции с точки зрения использования свобод-
ного объема помещения.
По форме конструктивных элементов рам существующие пред-
ложения можно классифицировать следующим образом:
1)	сечения из сварных двутавров;
2)	сечения из развитых по высоте прокатных двутавров (в том
числе из широкополочных);
1.13. Статические схемы однопролетных рам:
/ — трехшарнирная рама; 2 и 2а — трехшарнирная рама
с затяжкой; 3—двухшарнирная рама; 4 и 4а — двухшар-
мирная рама с затяжкой; 5 — рама с жесткими узлами
3)	сечения замкнутые гнутосварные с тонкими стенками, уси-
ленными гофрами.
Наиболее индустриальными и экономичными являются сечения
из развитых двутавров и гнутосварные, которые и были рекомен-
дованы Укрпроектстальконструкцией и Укрниигипросельхозом для
дальнейшей разработки.
Все предлагаемые рамные конструкции имеют постоянную вы-
соту сечения по всей длине ригеля и стойки. Такое сечение оп-
равдано при смещении центрации оси ригеля с затяжкой в карниз-
ных узлах. При этом действие изгибающего момента по всей длине
ригеля практически выравнивается. В случае, если затяжка отсут-
ствует (что является технологически обоснованным требованием),
величина изгибающего момента в карнизном узле в несколько раз
превышает момент в пролете.
Если сечение подбирать по усилиям, действующим в карнизном
узле, то на участке элемента длиной более 2/3 полупролета (зона
конькового узла) напряжения во много раз меньше предельных.
Если сечение подбирать по усредненным усилиям, то зону, примы-
кающую к карнизному узлу, необходимо усилить наварными ли-
стами, что в значительной мере повышает трудоемкость изготов-
ления конструкции.
32
На основании проведенного анализа металлоконструкций уста-
новлено следующее:
1.	По совокупности факторов, характеризующих эффективность
стальных конструкций каркасов, лучшими являются конструкции
из развитых по высоте широкополочных и обычных двутавров со
сквозной стенкой постоянного сечения, позволяющие сократить, по
сравнению со стропильными фермами, до 20 % расход металла и
до 45 % трудозатраты на изготовление; однако и эти конструкции
недостаточно отвечают специфике современного сельскохозяйствен-
ного строительства.
2.	Самой рациональной схемой здания, позволяющей обеспе-
чить необходимый транспортный габарит при минимальной высоте
стен, является рамный поперечник с ломаным (ненарушенным)
очертанием ригеля; высота стен уменьшается на 19 % по сравне-
нию с горизонтальным расположением нижнего пояса несущих кон-
струкций покрытия.
3.	Сочетание различных по материалу конструкций, например
железобетонных колонн и стальных ферм, исключает возможность
изготовления и комплектной поставки специализированными за-
водами конструкций полносборных зданий. Вместе с тем примене-
ние коротких стальных колонн экономически нецелесообразно.
1.3. УНИФИКАЦИЯ ОБЪЕМНО-ПЛАНИРОВОЧНЫХ
И КОНСТРУКТИВНЫХ РЕШЕНИЙ
СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ЗДАНИЙ
Развитие научно-технического прогресса в сельскохозяйствен-
ном производстве заключается в постояном совершенствовании
технологических процессов получения продукции. Это требует пе-
риодической замены средств механизации технологических про-
цессов, систем инженерного обеспечения и, как следствие, перепла-
нировки помещений. Технологическое оборудование сельскохозяй-
ственных зданий морально устаревает за 5—7 лет, что во много
раз меньше срока службы самих зданий, вместе с тем наличие в
зданиях промежуточных опор в большинстве случаев препятствует
модернизации технологических процессов: применению мобильных
средств механизации, рациональному размещению стационарных
установок, устройству подпольных коммуникаций и т. и. Здания
без промежуточных опор лишены указанных недостатков. Они
обеспечивают гибкость планировки и перепланировки при любой
технологии.
В практике сельскохозяйственного строительства применяются
следующие конструктивные решения заданий в сборном железо-
бетоне: стоечно-балочная (стоечно-ферменная) схема с примене-
нием балок или безраскосных ферм пролетом 6, 9, 12 и 18 м; схема
с применением сталежелезобетонных ферм пролетом 12, 18, 21 и
24 м; консольно-балочная схема для зданий шириной 18, 21 и 27 м;
схема с применением трехшарнирных рам пролетом 9, 12, 18 и
21 м. Для массового строительства сельскохозяйственных произ-
4 4-1580
33
водственных зданий павильонного типа Укрмежколхозстроем и
другими строительными организациями республики с 1973 г. при-
меняются сборные железобетонные рамы со ненарушенным очер-
танием ригеля.
На основе анализа типовых и повторно применяемых проектов
сельскохозяйственных производственых зданий, включенных в Ук-
раинский зональный перечень проектов, институтом Укрколхоз-
проект разработаны габаритные схемы одноэтажных зданий с кар-
касом из унифицированных железобетонных рам. Изменение вы-
сотных решений зданий по сравнению с габаритными схемами зда-
ний по ГОСТ 23839—79 осуществлено в пределах, регламентируе-
мых действующими нормами технологического проектирования и
согласовано Минсельхозом СССР. В результате проделанной рабо-
ты подавляющее большинство проектов вписано в шестнадцать
габаритных схем зданий, отличающихся шириной помещения (4
типоразмера) и минимальной высотой помещения «в свету» (4 ти-
поразмера, табл. 1.8).
1.8. Унифицированные габаритные схемы зданий сельскохозяйственного
назначения
Область применения габаритных схем:
/ — коровник; 2 — родильное отделение; 3 — доильно-молочный блок; 4 — телятник, здание
для молодняка; 5 — свинарник; 6 — овчарня; 7 — птичник; 8 — яйцесклад; 9 — иикубаторнй;
]0 — убойный цех; 11—звероводческое здание; 12 — зооветблок; /3 —навес для животных;
14 — кормоцех; 15 — склад минеральных удобрений; 16 — зернохранилище; 17 — здание для
приема и переработки зерна; 18— склад грубых кормов; 19—фруктохранилище; 20 — здаине
для хранения сельхозтехники; 21 — материально-технический склад; 22—консервный завод;
23 — разные здания.
34
Выводы, сделанные в предыдущем разделе, подтверждают це-
лесообразность применения рамных конструкций из эффективных
стальных профилей.
Автором предложен новый тип рамного каркаса здания — из
развитых двутавров переменного сечения со сквозной стенкой
1.14. Стальная трехшарнирная рама из развитых двутавров переменного сечення
(рис. 1.14). По сравнению с известными металлоконструкциями
каркасов и конструктивными схемами сельскохозяйственных зда-
ний, он лишен присущих им недостатков. Переполучить равнонапря-
женную по всей длине элемента конструкцию с наиболее рацио-
нальным использованием металла [15, 29].
Элементы рамы изготовляют путем зигзагообразной резки по
диагонали стенки исходного прокатного двутавра с последующей
сваркой выступающих зубцов по принципу: большее сечение — с
большим, меньшее — с меньшим. Полученные таким образом стой-
ки и ригель объединяют в полураму путем сварки или фланцевого
соединения на болтах.
Стальные рамы из развитых двутавров переменного сечения
обладают целым рядом положительных качеств:
простота, малоэлементность конструкций, рациональность рас-
пределения материала по длине элемента;
малая открытая поверхность, что повышает коррозионную стой-
кость, в результате чего снижаются затраты на устройство анти-
коррозионного покрытия;
удобство крепления подвесных потолков;
возможность механизации производства, что позволит снизить
трудоемкость изготовления конструкций;
транспортабельность конструкции и снижение ее стоимости за
счет увеличения коэффициента загрузки транспортных средств;
возможность монтажа блоками или применения кранов и
средств малой механизации при поэлементном монтаже;
облегчение комплектации заводов металлом за счет сокращения
номенклатуры сортаментов.
3*
35
Для комплексного решения вопросов, связанных с определением
области рационального применения металлоконструкций каркасов
и поиска рациональных конструктивных форм необходим анализ
реальных условий эксплуатации сельскохозяйственных зданий.
1.4. ЗАЩИТА МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИЙ
ОТ ВОЗДЕЙСТВИЯ АГРЕССИВНОЙ СРЕДЫ И
ОГНЯ
Данные по микроклимату, полученные институтом ЦНИИпро-
ектстальконструкция, НИИСК Госстроя СССР и Укрниигипросель-
хоз в результате натурных обследований эксплуатационного темпе-
ратурно-влажностного режима зданий сельскохозяйственного на
значения в различных климатических районах страны, показали
следующее.
В неотапливаемых зданиях при наличии естественной вентиля-
ции через вытяжные шахты внутренняя температура воздуха поме-
щений в зимний период составляла в среднем 4—8 °C; относитель-
ная влажность воздуха 87—96 %. При этом во всех случаях на
внутренних поверхностях стен и потолков образовывалась конден-
сационная влага. В отапливаемых зданиях при наличии естествен-
ной или принудительной вентиляции на потолке появлялись следы
конденсата.
Для животноводческих и птицеводческих помещений характер-
ны высокая влажность, загазованность аммиаком, сероводородом
и углекислым газом. При этом установлено, что газы распределя-
ются по высоте помещения равномерно вне зависимости от того, из
какой зоны (верхней или нижней) удаляется загрязненный воздух.
Кроме высокой влажности и загазованности, в животноводче-
ских зданиях наблюдается значительная запыленность, что также
способствует повышению скорости коррозии металлических кон-
струкций.
Совокупность перечисленных факторов приводит к снижению
долговечности металлоконструкций. Следовательно, одной из важ-
нейших задач, связанных с применением металлоконструкций в
сельскохозяйственных зданиях, являются обеспечение их долговеч-
ности в условиях специфичного микроклимата.
Реальными методами повышения долговечности, т. е. методами
защиты стальных конструкций сельскохозяйственных зданий от
коррозии, можно считать следующие.
1.	Уменьшение агрессивности среды. Достигается это снижени-
ем относительной влажности воздуха в животноводческих зданиях.
Однако ввиду повышения расхода топлива, связанного с увеличе-
нием воздухообмена, сложности обслуживания вентиляционно-ото-
пительного оборудования эти мероприятия на практике не приво-
дят к положительным результатам.
2.	Придание профилю и конструкции соответствующей формы.
Проведенные исследования показывают, что лучшими профилями
для рассматриваемых зданий являются замкнутые и обтекаемые
36
не имеющие участков, задерживающих влагу, т. е. профили труб-
чатые, двухстенчатые коробчатые или с наклонными стенками.
Худшими являются составные из двух уголковых профилей, двутав-
ры и швеллеры с расположением стенки в горизонтальной плоско-
сти. В практике же сельскохозяйственного строительства чаще при-
меняются конструкции последней группы — из уголковых, двутав-
ровых и швеллерных профилей.
Наибольшее влияние коррозии, независимо от среды, наблюда-
ется в конструкциях покрытия (стропильные фермы, прогоны, свя-
зи), которые обычно состоят из элементов с тонкими стенками.
В значительно меньшей степени подвержены коррозии подкрано-
вые балки и опоры, состоящие из элементов с более толстыми стен-
ками. Однако последние применяются преимущественно в промыш-
ленном строительстве и значительно реже — в сельскохозяйствен-
ном.
3.	Изолирование поверхности металла от корродирующего аген-
та. Этот метод защиты (основные рекомендации разработаны
ЦНИИЭПсельстроем, Гипронисельхозом, Укрниигипросельхозом,
Укрпроектстальконструкцией, НИИСКом Госстроя УССР и дру-
гими научно-исследовательскими и проектными организациями)
заключается в нанесении антикоррозионного покрытия, состав ко-
торого регламентируется степенью расчетной агрессивности среды
и условиями эксплуатации конкретных металлоконструкций.
На основании РСН 284-75 и СНиП Н-28-73 для защиты метал-
локонструкций животноводческих и птицеводческих зданий, учиты-
вая невозможность доступа к отдельным узлам конструкций в про-
цессе эксплуатации, рекомендуется применять металлизацию (го-
рячее цинкование) или комбинированные металлизационно-лако-
красочные покрытия. Однако, по данным Укрпроектстальконструк-
ции, применение металлизации для легких типов металлоконструк-
ций настолько увеличивает приведенные затраты, что эти конструк-
ции становятся неэффективными по сравнению с конструкциями из
других материалов.
Изолирование металла от корродирующего агента путем выне-
сения металлоконструкций за пределы помещения, т. е. устройство
подвесного потолка и крепление стенового ограждения к внутрен-
ним граням металлоконструкций по отношению к помещению, при-
меняется за рубежом. Аналогом такого решения в отечественной
практике сельскохозяйственного строительства можно назвать
птичники по типу Богдановской птицефабрики. Колонны из сталь-
ных прокатных профилей вынесены из помещения наружу, а для
предохранения их от коррозии требуется масляная покраска 1 раз
в 3 года.
Наряду с этим изоляция стальных ферм от среды помещения
птичника при помощи панелей подвесного потолка из-за ненадеж-
ной пароизоляции перекрытия и отсутствия активной вентиляции
чердачного пространства оказалась недостаточно эффективной.
Так, при понижении концентрации аммиака в чердачном простран-
стве в 2 раза по сравнению с основным помещением относительная
37
влажность воздуха не понизилась (60—80 %). Однако даже при
таких характеристиках воздушно-газовой среды весовые потери
стали за год в результате коррозии сократились на 39 % (32,1 г/м2
вйесто 52,6 г/м2).
Таким образом, можно сделать вывод, что существующие кон-
структивные решения с использованием металлоконструкций могут
применяться в основном для птицефабрик и ограниченной номен-
клатуры животноводческих комплексов на промышленной основе,
где поддержание нормального микроклимата является обязатель-
ным условием технологии производства. Для расширения области
применения стальных конструкций необходимо создание конструк-
тивной схемы здания, в которой металл изолирован от воздействия
агрессивной среды, при комплексном решении рационально сочета-
ющихся несущих и ограждающих конструкций.
Результатом работ, ведущихся в этом направлении в институте
Укрколхозпроект, явилась конструктивная схема здания сельско-
хозяйственного назначения с несущим каркасом из стальных рам
для применения в условиях повышенной (>75 %) относительной
влажности воздуха внутри помещений. Стальная рама каркаса от-
делена от агрессивной среды помещения ограждающими конструк-
циями, при этом ригель рамы заключен в образованную подвесным
потолком и кровлей полость, которая активно вентилируется
(рис. 1.15).
Фрагмент сельскохозяйственного здания, выполненный по пред-
ложенной схеме, был смонтирован в 1977 г. на территории Раки-
тянского завода ЖБИ Киевского облмежколхозстроя. Каркас зда-
ния— трехшарнирные металлические рамы пролетом 18 м из раз-
витых сквозных двутавров переменного по длине сечения. Рамы
установлены с шагом 3 м. Внутренняя (по отношению к зданию)
грань стойки вертикальна, к ней крепится стеновое ограждение, вы-
полненное из трехслойных стеклопластиковых панелей, однако мо-
гут быть использованы асбестоцементные панели на деревянном
каркасе по серии 1.832-7. Подвесной потолок осуществлен пз лег-
ких утепленных оболочек (ОМУ), кровля — из асбестоцементных
волнистых листов усиленного профиля (УВ-7, 5К) по деревянным
прогонам.
Изготовление и монтаж конструкций из полимерных материа-
лов выполнялось экспериментальным проектно-конструкторским
бюро «Стройпластик». Металлические рамы изготовлены заводом
облегченных конструкций Винницкого облмежколхозстроя.
Активная вентиляция зоны, в которой размещен ригель рамы,
создается устройством жалюзийной решетки в карнизном узле и
вентиляционного блока в коньке.
Указанные мероприятия позволяют значительно повысить кор-
розионную стойкость ригеля и соответственно снизить расходы на
устройство антикоррозионного покрытия. Стойка рамы, как эле-
мент, не имеющий горизонтальных площадок, где могли бы скап-
ливаться влага и пыль, и вынесенный за пределы агрессивной сре-
ды, в меньшей мере подвержена коррозии. Это позволяет исполь-
38
зовать обычные средства антикоррозионной защиты, применяемые
для металлоконструкций, эксплуатирующихся в условиях открытой
атмосферной среды. При этом к стойкам есть доступ для периоди-
ческого восстановления антикоррозионного покрытия без наруше-
ния технологических процессов в самом помещении.
Стоимость шатра здания указанной конструктивной схемы су-
щественно снижена за счет:
1.15.	Конструктивная схема сельскохозяйственного здания со стальным несущим
каркасом для эксплуатации в условиях повышенной агрессии:
•а— цельная полурама; б — карнизный узел составной полурамы; в — поперечный разрез зда-
ния; 1 — асбестоцементные волнистые листы; 2 — прогоны (шаг 1,5 м); 3 — стальная рама;
4 — рулонный изоляционный материал; 5—асбестоцементная или стеклопластиковая панель;
^ — жалюзийная решетка; 7 — вентиляционный конек. Стрелками указано направление воз-
душного потока
39
снижения в два раза (при равной долговечности) затрат на ан-
тикоррозионное покрытие (табл. 1.9);
снижения расхода металла на каркас здания в результате
уменьшения постоянной нагрузки на ригель от массы конструкции
покрытия на 35 % при применении легкого подвесного потолка
вместо асбестоцементных плит покрытия серии 1.832-7;
1.9. Стоимость защитных покрытий стальных конструкций на 1 м2 площади пола,
руб.
Металлическая конструкция	Площадь по- верхности ме- таллоконст- рукций на	Вариант расположе- ния ограждающих конструкций (см. рис. 1.16)
	1 поперечник, м2	I 1 II	III
Треугольная ферма, серия 1.860-5	27,30	1,30	1,30	—
Арки из развитых двутавров, серия 1.860-4	18,40	0,74	0,74	—
Рама из развитых двутавров, шифр 1.800-РМ	23,97	0,87	0,87	0,46
Примечания: I. Пролет зданий 18 м. 2. Стоимость защитных покрытий приведена
к сроку службы 20 лет.
уменьшения площади стенового ограждения, поскольку стена
ограждает внутреннюю высоту помещения, а не внешний габарит
здания по традиционному решению (рис. 1.16).
Показатели прочности и ползучести стальных конструкций из-
меняются под воздействием огня. Согласно исследованиям, прове-
денным в Швейцарии [8], при температуре до 350 °C и напряже-
ниях в конструкции 160 МПа прочность на растяжение, модуль
упругости и ударная вязкость существенно не уменьшаются и су-
щественных изменений в удлинении образца не происходит. Так, за
24 ч при температуре 350 °C опасного прироста деформаций не на-
блюдается; предел текучести сохраняет первоначальную величину,
а общая и местная устойчивость не подвергаются существенным
изменениям. При температуре 500 °C несущая способность элемен-
тов снижается до 50 % первоначальной величины. При температу-
ре 600—700 °C появляются сильные деформации конструкции, не-
сущая способность снижается до нуля и сильно деформированная
стальная конструкция разрушается.
1.16. Варианты расположения ограждающих конструкций по отношению к карка-
су здания:
1 — несущие конструкции; 2 — ограждающие конструкции; Лст—высота стены; йтр—транс-
портный габарит помещения; /тр—зона движения транспорта
40
Разрушение нагруженной конструкции при повышенной темпе-
ратуре вызвано главным образом изменением модуля упругости.
Для низкоуглеродистой стали при температуре 400 °C он достигает
16-104 МПа, а при температуре 700 °C — 12-104 МПа.
Ползучесть стали, оказывающая существенное влияние на огне-
стойкость при повышенных температурах, зависит от химического
состава стали, технологии обработки и внутренних напряжений.
Холоднокатаная сталь, как правило, характеризуется более быст-
рым ростом ползучести по сравнению с горячекатаной.
В СССР установлено пять степеней огнестойкости зданий и со-
оружений, которые определяются пределами огнестойкости основ-
ных строительных конструкций и пределами распространения огня
по этим конструкциям. Минимальные пределы огнестойкости ос-
новных строительных конструкций и максимальные пределы рас-
пространения огня по ним в зависимости от степени огнестойкости
зданий и сооружений следует принимать в соответствии со СНиП
И-2-80 «Противопожарные нормы проектирования зданий и соору-
жений».
Нормами допускается в одноэтажных сельскохозяйственных
зданиях I и II степеней огнестойкости независимо от пределов ог-
нестойкости применять незащищенные стальные конструкции. В
сельскохозяйственных зданиях II степени огнестойкости разрешает-
ся применять деревянные плиты, настилы и прогоны покрытий, а
также элементы навесных панелей наружных стен при условии, что
они будут подвергнуты глубокой пропитке антипиренами.
Положения СНиП II-2-80 не распространяются на проектирова-
ние зданий из легких металлических конструкций, к которым отно-
сятся одноэтажные и двухэтажные производственные и одоэтажные
складские отапливаемые здания с несущими стальными конструк-
циями и ограждающими конструкциями (стен и покрытий) из ме-
таллического профилированного листа в сочетании с эффективны-
ми теплоизоляционными материалами плотностью не более
300 кг/м4.
2. РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ
СТАЛЬНЫХ РАМНЫХ КАРКАСОВ ЗДАНИЙ
Расчет каркаса производственного сельскохозяйственного зда-
ния в виде стальных трехшарнирных рам из развитых сквозных
двутавров переменного сечения включает:
определение исходного двутавра и геометрии его раскроя при
заданных (ориентировочно) усилиях;
статический расчет плоского рамного каркаса, включающий
определение усилий и перемещений;
расчет характерных сечений и узлов рамы на прочность;
расчет горизонтальных и вертикальных связей пространствен-
ного каркаса.
41
2.1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИСХОДНОГО НОМЕРА ДВУТАВРА
ПРИ ЗАДАННЫХ УСИЛИЯХ В ЭЛЕМЕНТЕ
При выборе исходного номера двутавровой балки и определе-
нии геометрии ее реза (раскроя) для получения развитого двутав-
ра переменного сечения применяется методика, отличающаяся от
той, которая разработана для развитых двутавров постоянного се-
чения. Это связано с принципиальными различиями в формообра-
зовании развитых двутавров постоянного и переменного по высоте
сечений.
Развитой двутавр постоянного сечения со сквозной стенкой об-
разуется резкой по зигзагообразной линии его стенки с последую-
щей сваркой встык частей двутавров по выступающим кромкам
(рис. 2.1, а, б), при этом высота новой балки //const будет больше
2.1. Схема образования развитых двутавров из прокатных балок:
а, в, д — исходные двутавры; б, г — развитые двутавры со сквозной стенкой соот-
ветственно постоянной и переменной высоты; е — развитой двутавр со сплошной стен-
кой переменной высоты
высоты исходной балки hf, на величину d/2, равную высоте реза
исходного двутавра,
d/2==A6 —2г0,	(2.1)
где z0 — минимально допустимое по технологическим требованиям расстояние
между внешней гранью двутавра н кромкой реза.
Высота реза может выбираться и меньше, но не может превос-
ходить правой части фромулы (2.1). Максимальная высота балки
определяется формулой
^const = 2z0 + d.	(2.2)
Автором установлено, что при dl<2 = hb—2z0 момент инерции се-
чения, ослабленного отверстием, наибольший.
Линейная зависимость высоты балки от высоты реза положена
в основу графических методов подбора сечений развитых двутав-
ров с параллельными полками [7, 30, 33].
42
Так, подбор сечения можно осуществлять исходя из соотноше-
ния
= S(d)
(l+k)Q tl(d) ’
где S(d) и I (d) —экваториальный момент инерции и статический момент попе-
речного сечения балки при заданной высоте отверстия d; t — толщина стеики
двутавра; R,11S —расчетное сопротивление стыкового сварного соединения сдви-
гу; Q — поперечная сила в элементе; k — отношение длин выреза и перемычки.
Правая часть приведенного выражения зависит только от гео-
метрических характеристик. Это позволяет без учета величин внеш-
ней нагрузки, марки стали и параметра k построить для различных
номеров прокатных двутавров семейство кривых
Y = S(d)/[tI (d)].
При этом задают максимально допустимую для данного номера
двутавра величину d. Точки пересечения кривых у, прямой тп, со-
„	„	Rats
ютветствующеи конкретной величине ----------, определяют пара-
(l-j-fe)Q
метр d для различных прокатных двутавров (рис. 2.2).
В развитых балках переменного сечения (см. рис. 2.1, г, е) мак-
симальная высота //max не зависит от высоты реза d/2:
tfmax = 2(/l6-Z0).	(2.3)
Напротив, момент инерции максимального сечения уменьшает-
ся с увеличением высоты реза и будет минимальным при d/2 =
= h6—2z0:
/ — / max / отв.
Высота реза влияет на минимальную высоту двутавра перемен-
ного сечения //min и на интенсивность изменения высоты сечения
развитого двутавра по длине:
Н„Ла = 2z0 + d.	(2.4)
Высота сечения развитого двутавра на расстоянии х до его гра-
ни со стороны меньшего сечения определяется по формуле
Нх = d + 2z0 + 2h6-4z0-d ,	(2 5)
где I — длина двутавра.
Величина d может меняться в пределах 2 (Аге—2zo)^d^O. При
d=2(fi6—2zo) имеем двутавровую балку со сквозной стенкой и па-
раллельными поясами. При косом резе и d — Q — балку перемен-
ного по длине сечения со сплошной стенкой (рис. 2.1, а); при этом
максимальная высота балки остается такой же, как у балки со
сквозной стенкой и параллельными поясами, что видно из форму-
лы (2.3). Все промежуточные значения d определяют балки пере-
менного сечения с отверстием в стенке, причем с увеличением d
интенсивность изменения высоты сечения по длине элемента умень-
шается.
43
Для изготовления развитых двутавров переменного сечения мо-
гут быть использованы балки двутавровые по ГОСТ 8239—72 (при-
ложение 5), а также двутавры с параллельным игранями полок,
в том числе нормальные, широкополочные или колонные двутавры
по ТУ 14-2-24-72 (приложение 4). Следует, однако, отметить, что
применение для несущих конструкций сельскохозяйственных зда-
2.2. График для подбора сечений раз-
витых двутавров с параллельными
полками [7].
нии двутавров с параллельными
гранями полок по ТУ 14-2-24-72
(за исключением двутавра № 24)
по сравнению с двутавровыми
балками по ГОСТ 8239—72 при-
водит к перерасходу металла до
3 %. Нужно учитывать также и
тот факт, что перевозка двутав-
ровых балок, выпускаемых на
предприятиях УССР, при условии
дифференцирования проката по
прочности, экономически целесо-
образнее, чем доставка широко-
полочных двутавров — продукции
Нижнетагильского металлургиче-
ского комбината.
При проектировании стальных конструкций следует применять
наиболее экономичные (для данной конструкции) профили прока-
та и эффективные марки сталей.
Для рассматриваемой группы конструкций предпочтение долж-
но отдаваться маркам стали по ТУ 14-1-3023-80. Применение угле-
родистой стали по ГОСТ 380—71* допускается СНиП П-23-81 толь-
ко при невозможности получения соответствующих марок стали по
ТУ 14-1-3023-80.
Развитые двутавры переменного сечения могут компоноваться
из разрезанных частей одного двутавра или из разрезанных частей
двух двутавров разных номеров. При этом верхний и нижний поя-
са элемента могут выполняться из стали с одинаковыми (моно-
стальные) или с разными (бистальные) расчетными характеристи-
ками. В бистальных балках достигается сокращение расхода ме-
талла по сравнению с моностальными за счет применения стали с
более высокими прочностными характеристиками в поясе балки,
воспринимающем большие усилия.
Технологичность изготовления конструкций из развитых двутав-
ров в значительной мере определяется отсутствием ребер жестко-
сти. Вертикальные ребра не требуются, если соблюдается усло-
вие [2]
hef^2,5t VE!Ry,
где hef — расчетная высота стенки. В балках, составленных из прокатных профи-
лей, равна расстоянию между началами внутренних закруглений; t — толщина
стенки двутавра; Ry — расчетное сопротивление стали растяжению, сжатию и
изгибу по пределу текучести, МПа.
44
При проектировании рамного каркаса для предварительного
определения усилий в элементах рамы выбирается габаритная схе-
ма поперечника в соответствии с табл. 1.8 и делается сбор нагрузок
на ригель рамы. Собственная масса ригеля g на 1 м погонной дли-
ны, кг, принимается по формуле
g = KL,	(2.6)
где L—пролет рамы; А— коэффициент массы, равный 1,14 для сталей с расчет-
ным сопротивлением /?у=270 МПа (2750 кгс/см2) и 1,5 для сталей с /?у=210МПа
(2150 кгс/см2).
Формулы массы для стальных конструкций другого типа (фер-
мы, балки, прогоны и т. п.) следует принимать в соответствии с ре-
комендациями Н. С. Стрелецкого (Основы законов веса и экономии
металла в промышленных конструкциях. — В кн.: Металлические
конструкции. М.—Л.: Госстройиздат, 1934), В. А. Балдина (К во-
просу нахождения оптимальных соотношений элементов металло-
конструкций. — Сб. трудов МИСИ им. Куйбышева. М., 1938, № 1),
Я. М. Лихтарникова (Экономика стальных конструкций. — К.: Гос-
стройиздат УССР, 1962).
Максимальный изгибающий момент Мн, действующий в зоне
карнизного узла рамы, в первом приближении определяется по
формуле
Mh = /iqL2/(8f),	(2.7)
где h — длина оси стойки; q — нагрузка на ригель, приведенная к равномерно
распределенной линейной нагрузке; L — пролет рамы; f — высота рамы от опоры
до конькового шарнира.
Подбор исходного двутавра для получения развитого моно-
стального двутавра переменного сечения рекомендуется осуществ-
лять следующим образом:
по изгибающему моменту в карнизном узле Мн и заданному
расчетному сопротивлению стали Ry определяют требуемый момент
сопротивления WTp~Mh/Ry;
на основе 1Гтр по сортаментным кривым (приложение 6, рис. 4.1)
подбирают (по нижнему пределу) требуемый номер исходного дву-
тавра, после чего определяют геометрию его раскроя.
При проектировании бистальных сквозных двутавров следует
руководствоваться рекомендациями данного раздела и главы 16.2.4
справочника проектировщика «Металлические конструкции» (Под
ред. Н. П. Мельникова. —М.: Стройиздат, 1980).
Оптимизация раскроя прокатной двутавровой балки с целью по-
лучения развитого двутавра переменного сечения заключается в
определении параметров раскроя балки (высота сечений, размер
отверстия и т. п.), при которых суммарные напряжения от компо-
нентов усилий М, N и Q были бы минимальными.
Напряжения в точках 1 н4 (рис. 2.3) сжато-изгибаемых элемен-
тов, какими являются ригель и стойки рамы, определяются по фор-
муле
~ 2Д„ ~ 2/х “
Qa п .
4W	i/1
imax
(2-8)
45
где М, N и Q — соответственно изгибающий момент, продольная н поперечная
силы в сечении балки; Н — высота балки в данном сечении; 1Х — момент инерции
сечения балки с отверстием относительно оси X; Атх— площадь таврового сече-
ния; W, шах — наибольший момент сопротивления таврового сечения; 7?yi — рас-
четное сопротивление проката (СНиП 11-23-81, табл. 51); vc — коэффициент ус-
ловий работы (СНиП 11-23-81, табл. 6); а —длина горизонтальной кромки над
отверстием, равная ширине перемычки (см. рис. 2, 3).
В сечениях, перпендикулярных к продольной оси элемента, в
пределах каждого отверстия есть хотя бы одна точка (1, 4, 5, 8,
см. рис. 2.3) на грани полки двутавра, в которой напряжения от
N, М и Q имеют одинаковый знак, поэтому для определения макси-
мального по величине напряжения справедливо будет представить
формулу (2.8) в виде
। _Л__ I и мн
| 2Ах !	21х
Qa
4W\max
(2.9)
Ryl'c-
Сквозной двутавр переменного по длине сечения может быть
разбит на следующие участки: (см. рис. 2.3) участок постоянной
высоты zQ, удаляющийся от оси X с возрастанием координаты Х\
участок переменной высоты zx (величина zx изменяется от 0 до
max); участок постоянной высоты, равный высоте отверстия d.
Величины, находящиеся в знаменателе формулы (2.9), являют-
ся функцией от z0, zx и d, поэтому выражение (2.9) может быть за-
писано в виде:
®l(z0. 2х)
М_______
Ф2 (Zq. Zx, d)
Qa
Фз(г0> zx)
-C Ryl'1,
(2.10)
Таким образом, для нахождения а при заданных усилиях N, М
и Q имеем уравнение с тремя неизвестными z0, zx и d.
Решая неравенство (2.10) для опорного сечения стойки или
конькового сечения ригеля, в которых Л1 = 0 и zx — 0, находим опти-
46
мальную длину горизонтального участка выреза
Rylvc ~ -Wi
а
<?Х=0С2
(2.11>
где Ci, с2— коэффициенты, зависящие от геометрических и статических характе-
ристик двутавров при заданном значении z0. Значения ci и с2 приведены в табл.
2.1 для сортамента двутавровых балок по ГОСТ 8239—72 * и по ТУ 2-24-72 при
?о равном 4, 5 и 6 см.
Поскольку в развитых балках без вставок (планок) вырез пред-
ставляет собой шестиугольник, то наименьшая концентрация на-
пряжений в углах отверстия реализуется при условии, что все уг-
2.1. Коэффициенты для определения геометрии
реза двутавровых балок
№	Zq,			№	Zq,		
профиля	СМ	Cl	С2	профиля	СМ	С\	
Двутавровые балки по					Двутавры		
	ГОСТ 8239—72		*	с параллельными гранями полок			
		0,0617	0,0337	гоиппы £		по ТУ-2-24-72	
	4						
16	5	0,0581	0,0196		4	0,0655	0,0233
	6	0,0549	0,0122	20Б*	5	0,0618	0,0169
	4	0,546	0,0231		6	0,0586	0,0129
18	5	0,517	0,0163				0,0236
	6	0,0492	0,0121		4	0,0511	
				20Б1	5	0,0485	0,0156
	4	0,0486	0,0176		6	0,0462	0,01134
20	5	0,463	0,0133				
	6	0,442	0,0104		4	0,0466	0,0655
	4	0,0434	0,0209	20Б2	5	0,0444	0,0499
22	5	0,0414	0,0142		6	0,0425	0,0182
	6	0,0397	0,0103		4	0,0421	0,0541
	4	0,0387	0,0381	20БЗ	5	0,0402	0,0217
24	5	0,0371	0,0179		6	0,0384	0,0131
	6	0,0356	0,0115				0,0033
					4	0,0568	
27	4	0,0347	0,0202	23Б*	5	0,0539	0,0279
	5	0,0333	0,0133		6	0,0512	0,0157
	6	0,03205	0,0094				
	4	0,03105	0,0545		4	0,0452	0,0139
30	5	0,02985	0,020	23Б1	5	0,0431	0,0113
	6	0,0287	0,0087		6	0,0411	0,0091
	4	0,0275	0,0079		4	0,0409	0,0171
33	5	0,0265	0,0123	23Б2	5	0,0392	0,0126
	6	0,02557	0,0084		6	0,0376	0,0095
47’
Продолжение табл. 2.1
№ Профиля 1	см	Ci		№ профиля	г0, см	С,	С*
	Двутавры				4	0,0367	0,0195
с параллельными гранями полок				23БЗ	5	0,0352	0,0134
группы IL		1 по ТУ-2-24-72			6	0,0338	0,0097
	4	0,038	0,01207		4	0,0496	0,0311
20Ш*	5	0.0363	0,00965	26Б*	5	0,0472	0,0272
	6	0,03505	0,007778		6	0,0451	0,0117
20Ш1	4 5 6	0,03266 0,0315 0,03036	0,01256 0,00958 0,00737	26Б1	4 5 6	0,0394 0,0377 0,0362	0,0176 0,0125 0,0091
	4	0,0296	0,0197				
20Ш2	5	0,0286	0,0124		4	0,0355	0,0949
	6	0,02769	0,00853	26Б2	5	0,0342	0,0232
	4	0,03599	0,01378		6	0,0329	0,0125
23Ш*	5 6	0,0346 0,03335	0,01018 0,00779	26БЗ	4 5	0,0322 0,0309	0,0125 0,00988
	4	0,02856	0,01367		6	0,0298	0,00775
23Ш1	5	0,2757	0,0098				
	6	0,02664	0,00733		4	0,0415	0,0353
23Ш2	4 5	0,2523 0,0244	0,01337 0,00974	ЗОБ*	5 6	0,0397 0,0379	0,0289 0,0141
	6	0,02367	0,00718		4	0,0346	0,0176
	4	0,0274	0,01857	30Б1	5	0,0333	0,0118
26Ш*	5	0,2656	0,01145		6	0,0242	0,0014
	6	0,02574	0,0781				
26Ш1	4 5 6	0,0233 0,0225 0,02187	0,0195 0,0088 0,00644	30Б2	4 5 6	0,0311 0,0300 0,0290	0,0112 0,0089 0,0071
	4	0,0208	0,0081		4	0,0272	0,0103
26Ш2	5	0,0202	0,00659	ЗОБЗ	5	0,0272	0,0103
	6	0,01964	0,005336		6	0,0263	0,0077
лы равны. Принимаем отверстие в форме равностороннего шести-
угольника.
Исходя из этого условия определяем высоту реза:
= 0,867а.	(2.12)
Расчет прочности соединения тавровых ветвей элемента (шири-
на перемычки а, см. рис. 2.3) производится по формуле
а > (Qxl) I (h3tRmS) + 2 см,	(2.13)
где Qx — максимальная поперечная сила в сечении балки, кг; R — расчетное
сопротивление стыкового сварного соединения сдвигу, МПа (кгс/см2); h3— рас-
стояние между центрами тяжести верхнего и нижнего тавров, см; t — толщина
стенки двутавра, см; L — по рис. 2. 3, а; 2 см — непровар шва.
Из условия раскроя двутавра длина горизонтального участка
выреза равна ширине перемычки. Поэтому при определении высо-
ты реза в формуле (2.12) следует принимать большее из двух зна-
чений а, найденных по формулам (2.11) и (2.12).
48
2.2. СТАТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ РАМЫ
Изгибаемый или сжато-изгибаемый элемент из развитых
сквозных двутавров является многократно статически неоп-
ределимой системой относительно внутренних усилий. По мне-
нию Я. Брудки [8], точной статической схемой работы элемен-
та является безраскосная ферма Vierendeel. Приближенные мето-
ды расчета безраскосных ферм не могут быть использованы при
инженерных расчетах развитых сквозных двутавров в силу гро-
моздкости или недостаточной точности решения. В исследованиях,
проведенных ЦНИИЭПсельстро-
ем, развитые двутавры с парал-	|-^	J-/
дельными поясами рассматрива-
ются как конструкции, промежу-
точные между сплошностенчатой
балкой и безраскосной фермой.
Ряд авторов предлагают метод
расчета сквозного стержня, осно-
ванный на замене его эквивалент-
ной балкой сплошного сечения
[4, 11, 31], а применительно к
развитым двутаврам с параллель-
ными полками — метод, основан-
ный на использовании эквива-
2.4. Распределение усилий в развитом
двутавре, симметричном относительно
продольной оси
лентной балки со сплошной стенкой [5, 12, 19, 33 и др.]. Метод
базируется на следующих предпосылках (рис. 2.4):
поперечная сила Q распределяется между поясами пропорцио-
нально их жесткости;
изгибающие моменты в центрах панелей равны нулю;
пара сил Р, приложенная к центрам тяжести поясов сечения с
отверстием, эквивалентна изгибающему моменту в сплошной балке;
сложные напряжения в области узлов не проверяются, так как
площадь сечения элементов значительно больше, чем в сечении,
ослабленном отверстием.
Автором исследована возможность использования существую-
щих методов расчета развитых сквозных двутавров постоянного
сечения применительно к двутаврам переменного сечения. Напря-
жения в элементах развитых двутавров переменного сечения опре-
деляют, задавая расчетные схемы в виде эквивалентного сплошно-
го стержня и безраскосной фермы (рис. 2.5, б, в). Установлено,„что
расчетная модель в виде безраскосной фермы с поясами, имеющи-
ми переменную жесткость в каждой панели, и постоянной жестко-
стью стоек наиболее полно отвечает действительному напряженно-
деформированному состоянию элементов развитых сквозных дву-
тавров переменного сечения, что было подтверждено натурными
испытаниями [13]. Вместе с тем для рабочего проектирования бы-
ла принята стержневая аппроксимация рамы как наиболее простая.
Приводимая в книге методика расчета и оптимального кон-
струирования рам разработана на основе положений СНиП П-23-81,
3 4-1580
49
касающихся изгибаемых балок с перфорированной стенкой, с уче-
том того, что ригель и стойки рамы работают на сжатие с изгибом
и имеют переменную по длине высоту стенки.
Расчетная схема рамы. Вне зависимости от способа соединения
ригеля со стойкой — на сварке или на болтах — карнизный узел
должен быть жестким, т. е. воспринимающим усилия от поворота
2.5. Расчетные схемы трехшарнирных рам:
а — полурама из развитых двутавров переменного сквозного сечения; б —стержневая ап-
проксимация полурамы; в — модель полурамы в виде безраскосной фермы; г — расчетная
и кодовая схемы рамы пролетом 21 м
50
Крепление же стоек к фундаментам и полуригелей между собой мо-
жет быть как шарнирным, так и жестким. В зависимости от этого,
как указано ранее, рамы могут быть трехшарнирными, двухшар-
ннрными и с жесткими узлами.
В стойках и ригеле из развитого двутавра характер изменения
высоты сечения по длине более всего близок к характеру изменения
эпюры моментов в трехшарнирных рамах. Следовательно, при про-
чих примерно равных усилиях N и Q трехшарнирная рама в наи-
большей степени отвечает требованию равнопрочности сечений по
длине элементов, т. е. с убыванием высоты сечения убывает абсо-
лютная величина изгибающего момента, а значит, напряжения при
этом держатся примерно на одном уровне.
Помимо этого, к преимуществу трехшарнирной рамы следует
отнести ее нечувствительность к осадкам в силу статической опре-
делимости. В условиях Украинской ССР, где значительное количе-
ство участков, отводимых под сельское строительство, имеют грун-
ты I и II категории по просадочности, данное обстоятельство
существенно влияет на расширение области применения рассмат-
риваемой рамной конструкции.
На стадии рабочего проектирования при составлении расчетной
схемы рекомендуется стержневая аппроксимация элементов пере-
менного сечения с отверстиями. При этом стойка и ригель разби-
ваются на отдельные участки (см. рис. 2.5, г), в пределах которых
высота сечения принимается постоянной и равной усредненному
значению высот сечения по концам выбранного участка. Ось стерж-
ня в пределах данного участка должна проходить между центрами
жесткости концевых сечений. Вут каждой полурамы тоже может
быть смоделирован стержнями с участками бесконечной жесткости
(так называемыми «жесткими вставками») в пределах той части
длины стержня вута, которая проходит в теле стойки или ригеля
(см. рис. 2.5, г).
Количество принятых участков постоянной жесткости, иа кото-
рое разбивается стойка и ригель, определяется, во-первых, особен-
ностями используемой программы расчета, во-вторых, требуемой
точностью расчета при нахождении величины перемещений и коли-
чеством сечений, для которых желательно получить значения уси-
лий М, N и Q.
Места пересечения расчетных осей проектируемой конструкции
на расчетной схеме определяют минимальное количество узлов.
А наличие узлов, в свою очередь, определяет количество стержней
в системе, которыми является любой участок расчетной схемы, за-
ключенный между двумя узлами. Таким образом, минимальное ко-
личество стержней в расчетной схеме рамы, приведенной на
рис. 2.5, г, равно семи стержням между узлами: 1—4; 4—7; 4—6;
6-7-, 6—9\ 7—9\ 9—17.
В пределах каждого из перечисленных стержней высота сечения
(а значит и величины жесткостей EF и Е1) считается постоянной
и равной среднему значению между высотами сечений 1—1 и 4—
4,4—4 и 7—7 и т. д. Однако при этом проектировщик получает зна-
51
чення усилий М, N и Q и значения перемещений Ди, Ах и Az толь-
ко в' указанных выше сечениях. Соответственно точность определе-
ния величины перемещений будет зависеть от фактического раз-
броса величин жесткостей сечений по концам стержня. Как прави-
ло, количество участков, на которое разбивается стойка и ригель,
определяется конструктивными соображениями, из которых наибо-
лее существенными являются следующие.
1.	В развитых сквозных двутаврах переменного сечения влия-
ние различных компонентов усилий М, N и Q на напряженное со-
стояние ослабленных отверстиями сечений меняется по длине эле-
ментов. Наиболее заметно это в стойке рамы. Поперечная сила в
стойке по всей длине одинакова, нормальная — весьма несущест-
венно изменяется на участке 4—1 при наличии вута и на участке
7—1 при отсутствии вута в расчетной схеме. В то же время значе-
ние изгибающего момента меняется от нуля до максимума. Вслед-
ствие этого в сечениях, близких к шарниру, на концентрацию на-
пряжений в первую очередь влияет Q(~70% amax), затем
JV(~20—25 %) и лишь в незначительной степени М (5—10 °/о).
Посередине стержня влияние Q и N с одной стороны и М — с дру-
гой начинает уравниваться, а в карнизном сечении их влияние
меняется на противоположное действующему в сечении вблизи
опоры.
Таким образом, на протяжении всей длины рассчитываемого
элемента следует контролировать величины возникающих концен-
траций напряжений, для чего необходимо иметь соответствующие
значения усилий. А для получения таковых в расчетную схему не-
обходимо ввести дополнительные узлы, так как программой выда-
ются значения усилий и перемещений в узлах системы.
Современные программы расчета на ЭВМ позволяют опреде-
лять усилия не только по концам стержня (т. е. в узлах системы),
но и в промежуточных сечениях. Тот или иной стержень в процес-
се статического расчета разбивается на задаваемое исполнителем
количество участков одинаковой длины, по концам которых ЭВМ
выдает усилия М, N и Q. Определение усилий таким способом при-
емлемо в тех случаях, когда концы участков, на которые разбива-
ется стержень, совпадают с интересующими исполнителя сече-
ниями.
2.	К характерным сечениям, заведомо требующим проверки на-
пряжений, относятся (см. рис. 2.5, г):
се	чение стойки рамы в месте пересечения внутренних граней
стойки и ригеля (узел 5);
то	же, в ригеле рамы (узел 8);
се	чения, проходящие через точки приложения внешних нагрузок
(места опирания плит покрытий, места подвески технологического
оборудования, места крепления стеновых панелей и т. д.);
сечения, проходящие через точки пересечения оси вута с осями
стойки и ригеля.
Таким образом, окончательному составлению расчетной схемы
рамы должно предшествовать решение ряда вопросов, связанных
52
с конструированием и с определением мест приложения нагрузок
в рассматриваемых при расчете грузовых схемах.
Кодовая схема рамы. Для составления кодовой схемы рамы тре-
буется пронумеровать узлы, стержни и типы жесткостей в соответ-
ствии с требованиями инструкции к используемой программе. При
этом следует стремиться нумеровать узлы таким образом, чтобы
разница в номерах узлов, описывающих примыкающие стержни,
была минимальной — это непосредственно влияет на продолжи-
тельность машинного счета.
При описании конькового узла рамы на расчетной и кодовой
схемах рамы указано два номера узла 17 и 34 (рис. 2.3, г). Это
один из способов описания шарнирного узла, предусмотренных
программой. При расчете вводится признак, означающий, что дан-
ные два узла имеют одинаковые вертикальные и горизонтальные
перемещения, но могут иметь произвольные узлы поворота.
Тип жесткости включает в себя жесткость на растяжение—сжа-
тие ЕА, жесткость на изгиб EI, характеристики закрепления узлов
по концам стержня, наличие жестких вставок по концам стержня,
размеры ядер сечений. Если различные стержни имеют одинаковые
перечисленные характеристики, тип жесткости у них будет также
одинаков. Длина стержней и их геометрическое положение на
плоскости при этом значения не имеют.
Грузовые схемы рамы. Количество грузовых схем при расчете
определяется количеством исследуемых самостоятельных загруже-
ний. Так, при расчете рамы РМ 21-2 рассматривались следующие
загружения:
1.	Постоянная нагрузка от собственной массы рамы.
2.	Нагрузка от вентиляционного и электротехнического оборудо-
вания.
3.	Нагрузка от молокопроводов.
4.	Нагрузка от горячего и холодного водоснабжения.
5.	Обобщенная технологическая нагрузка.
6.	Снеговая нагрузка для П-го района на левой полураме.
7.	То же, по всему пролету рамы.
8.	Ветровая нагрузка для Ш-го района при действии слева.
9.	То же, при действии справа.
Вначале на ЭВМ выполняется статический расчет рамы на
каждое из перечисленных загружений. Затем для каждого сечения
рамы производится автоматизированный выбор наиболее опасных
сочетаний усилий.
Программой предусмотрено взаимоисключение нагрузок. Так,
если 6-е и 7-е загружения в рассматриваемом сечении вызывают
напряжения одного знака, то программой выбирается «худшее» из
этих двух загружений, так как они одновременно действовать не
могут. Это не относится к загружениям 8 и 9, к загружениям 2,
3 и 4 с одной стороны и загружению 5 — с другой. При автомати-
зированном расчете это позволяет в ходе решения одной задачи
исследовать одновременно любое возможное количество загруже-
ний, включая аварийные режимы работ, эксплуатационные при
53
различных видах оборудования или конструктивных решений и
т. д., и -выбрать наиболее опасное сочетание, на которое и следует
проектировать конструкцию.
При определении нагрузок на раму следует руководствоваться
«Правилами учета степени ответственности зданий и сооружений
при проектирований конструкций», согласно которым степень от-
ветственности зданий и сооружений учитывается коэффициентом
надежности по значению уп (СТ СЭВ 384 —76).
Значение коэффициента уп устанавливается в зависимости от
класса ответственности зданий и сооружений (приложение 7). При
расчете стальных конструкций расчетные значения нагрузок, уси-
лий или иных воздействий следует умножать на коэффициент уп
или делить на этот коэффициент предельные значения несущей
способности, расчетные значения сопротивлений и предельные зна-
чения деформаций.
Результаты статического расчета рамы на ЭВМ. В результате
постановки задачи на ЭВМ при использовании программ типа «СУ-
ПЕР», «ППП АП ЖБК», «Лира» проектировщик получает следу-
ющую информацию:
1.	Распечатка текста, набитого на перфокартах или перфо-
лентах.
2.	Распечатка исходных данных в том виде, в котором их вос-
приняла -машина.
3.	Линейные и угловые перемещения от действия отдельных за-
гружений для каждого узла системы.
4.	Усилия М, N и Q от действия отдельных загружений для за-
данных номеров стержней. Усилия даются по концам стержней, а
при задании соответствующего признака — по концам участков,
на которые разбит стержень.
5.	Расчетные сочетания усилий М, N и Q для каждого из сече-
ний, по которым определялись усилия от отдельных загружений.
Для отдельного сечения может быть получено несколько расчет-
ных сочетаний, и при определении несущей способности сечения его
следует проверить на каждое из полученных расчетных сочетаний.
Положения статического расчета по составлению расчетной, ко-
довой и грузовых схем при выполнении его ручным способом оста-
ются без изменений. А при определении расчетных сочетаний уси-
лий следует пользоваться указаниями СНиП П-6-74 «Нагрузки и
воздействия», заложенными, кстати, во всех указанных програм-
мах расчета на ЭВМ.
Расчет устойчивости в силовой плоскости сжато-изогнутой
стержневой системы (рамы), имеющей неортогональное сопряже-
ние элементов переменного сквозного сечения, весьма сложен для
ручного счета и не приводится в СНиП П-23-81 «Стальные кон-
струкции».
Достаточная сходимость результатов расчета на устойчивость с
натурными испытаниями была получена при использовании вычис-
лительного комплекса ППП АПЖБК, разработанного НИИАСС
Госстроя УССР (г. Киев). Метод основан на решении дифферен-
54
циального уравнения изогнутой оси стержня с учетом продольного
изгиба. Учет продольного изгиба производится по методике расче-
та устойчивой прочности В. Н. Корноухова.
Институтом Укрколхозпроект при консультативном участии
специалистов НИИАСС Госстроя УССР рассчитывались рамы про-
летом 18 и 21 м с высотой стойки 2,4 м. Для рам с «высокой стой-
кой» (4,5 м и выше) приемлемость указанной методики требует
дополнительной экспериментальной проверки.
Определение прогиба. Прогиб рамы в коньке от нормативной
нагрузки может быть определен ручным способом по формуле Мак-
свелла—Мора. Продольная и поперечная силы оказывают несу-
щественное влияние на деформации, что было доказано в работах
[9, 27], поэтому ими можно пренебречь. Тогда формула для опре-
деления прогиба примет вид
SI* 'M.M^dS,
\	‘ ,	(2-14)
J b‘iz
где Mi — усилие в i-м сечении от единичной силы, приложенной в коньковом
шарнире; — усилие в i-м сечении от нормативной нагрузки; Цг — момент инер-
ции сечения с отверстием относительно нейтральной оси на участке i; dSi — длина
Pro участка рамы.
Определение прогибов может осуществляться двумя способами:
замена интегрирования суммированием и подбор приближенных
формул для законов изменения моментов инерции сечений элемен-
тов. Первый способ заключается в разбивке рамы на участки (по
тому же принципу, что и при составлении расчетной схемы) и оп-
ределении момента инерции для каждого участка. Момент инер-
ции принимается равным среднеарифметическому значению меж-
ду моментом инерции, сплошного и ослабленного отверстием сече-
ниями.
Моменты инерции ригеля /р и стойки /с при втором способе опи-
сываются степенными законами:
1=----------------1=------------,	(2-15)
Р 1-(1-п)^ ’	l-(l-n)^	V
где n = IJh',	^'=у!1с\ Ц и /2— моменты инерции сечений на концах
элемента ('/!</2); и и у — расстояния от концов с меньшей высотой сечения со-
ответственно полуригеля и стойки до рассматриваемого сечения; /Р и /с — длины
элементов полуригеля и стойки (по осям); г — показатель степени (1/2 — для ри-
геля и 2/3 — для стойки).
На рис. 2.6 приведена схема перемещения узлов металлической
рамы пролетом 21 м от действия постоянной нагрузки, а также оги-
бающие эпюры М, N и Q.
2.3. ПРОВЕРКА НАПРЯЖЕНИЙ В СЕЧЕНИЯХ РАМЫ
Проверка напряжений в сечениях рамы производится в со-
ответствии с требованиями СНиП П-23-81 по проектированию
балок с перфорированной стенкой и учетом того, что ригель и стой-
55
ки рамы работают на сжатие с изгибом и имеют, переменную по
длине высоту стенки.
Расчет на прочность сечений сжато-изгибаемых элементов ра-
мы осуществляется по следующим формулам:
2.6. Усилия и деформации в трехшарнирной раме марки РМ пролетом
21 м:
а — эпюры услий М (кН-м), N И Q (кН); б — перемещения узлов рамы от сим-
метричной постоянной нагрузки, мм. Усилия М и Q, действующие в вуте, услов-
но не показаны
верхнее тавровое сечение, точки 1, 5 (рис. 2.7):
^т.в
Mht
~т~
X
Qjg
Г 2Г
imax
(2.16)

56
то же, точки 2, 6:
Nt	, Md	. Qxa	< Rui^c
Д-.в ^х 21Г1т[П vu
(2.17)
нижнее тавровое сечение, точки 4, 8 (см. рис. 2.7):
Nt . Mht .
Л.н	’х ~
<?2а
(2-18)
то же, точки 3, 7:
Л^2	. Md2 .
---+ —+
ят.н	1Х
। Qza Ruz^’c
2F2mln vu ’
где М — изгибающий момент в сечении
элемента; Qi, Q2 — поперечные силы,
воспринимаемые тавровыми сечениями:
^2vc>
Qi — Q , и ^2 — Q
'1 + ‘2
2.7. Схема участка балки из развито-
го двутавра переменного сечения
Q— поперечная сила в сечении элемента; 1Ь 12 — моменты инерции верхнего и
иижнего тавровых сечений относительно собственных осей, параллельных полкам;
AC М— продольные силы, воспринимаемые тавровыми сечениями:
Л\ = N
т.в
т.в
+ ^т.и
JV — продольная сила в сечении элемента; Ат.в Ат,„ — площади поперечных сечений
верхнего и нижнего тавров; 1Х — момент инерции сечения элемента с отверстием
относительно оси X—X; WlrnBX, U7lmln— наибольший и наименьший моменты сопро-
тивления верхнего таврового сечения; АУгтах, Wanin — то же, нижнего таврового
сечения; Ryi, Rul, Ryi, Ru2 — расчетные сопротивления проката для верхнего и
иижнего тавровых сечений.
Расчет на прочность включает определение геометрических ха-
рактеристик каждого проверяемого сечения. Поскольку высота се-
чений по длине стойки и ригеля переменная, определение геометри-
ческих характеристик и напряжений — весьма трудоемкий процесс.
Механизировать весь комплекс работ, связанных с прочностным
расчетом сечений, позволяет разработанная в 1979 г. программа
«Север»1.
Программа составлена на языке «Фортран» для ЭВМ
«Минск-32» (блок-схема 2.1).
Исходными данными для решения задачи по данной программе
являются;
геометрические размеры начального сечения фигуры, которую
можно вписать в очертания двутавра, заданного в виде прямоуголь-
ных элементов, при этом двутавровое сечение может быть усиле-
но наварными листами (рис. 2.8, б);
1 Авторы программы «Север» — А. В. Горбовец (НИИАСС, г. Киев),
Л. Е. Дробязко, В. В. Сандубра (Укрколхозпроект, г. Киев).
57
закон изменения высоты сечения по длине элемента (рис. 2.8, а);
количество сечений, для которых нужно получить результаты,
и их привязка по длине элемента;
усилия М, N и Q, действующие в каждом сечении (рис. 2.8, а).
В основу программы заложен принцип определения напряже-
ний, предложенный Ф. Фалтусом [33].
Результатами расчета по данной программе являются:
геометрические характеристики каждого из заданных сечений
(для сквозного в общем случае несимметричного двутавра это:- вы-
сота, момент инерции, момент сопротивления, площадь верхнего и
нижнего тавровых участков сечений, такие же характеристики —
для составного сквозного двутаврового сечения, состоящего из двух
тавровых ветвей);
Блок-схема 2.1. Расчет на прочность трехшарнирной стальной рамы из развитого
двутавра переменного сечения по программе «Север»
58
напряжения в восьми характерных точках каждого, сечения от
каждого компонента действующих усилий и от совместного дей-
ствия;
напряжения от действия М, N и Q в сквозном сечении, состоя-
щем из двух тавровых ветвей.
2.8. Разбивка на участки развитого двутавра для расчета по блок-схеме 2.1:
а —схема участка балки; б — разбивка сечения развитого двутавра на участки
Для ЭВМ. ЕС 1022 в 1983 г. была разработана программа «Про-
кат»1. По объему получаемых результатов она аналогична про-
грамме «Север». Алгоритм определения напряжений в развитых
элементах разработан в соответствии с положениями СНиП П-23-81
1 Авторы программы «Прокат» — В. В. Сандубра (Укрколхозпроект, г. Киев),
Н. Н. Прядко (Оргтехстрой, г. Киев).
59
по проектированию балок с перфорированной стенкой и с учетом
дополнительных требований к сжато-изгибаемым стержням.
При отсутствии ЭВМ напряжения в характерных точках и гео-
метрические характеристики развитых двутавров переменного сече-
ния могут быть определены в соответствии с блок-схемой 2.2.
2.9. Схема полурамы из развитых симметричных двутавров со сквозной
стенкой переменной высоты для определения геометрических характери-
стик и напряжений
60
Блок-схема 2.2. Оптимизация сечений ригеля и стойки рамы из развитых симмет-
ричных сквозных двутавров переменного сечения из условия прочности
Рассматриваются развитые двутавры со сквозной (или сплошной) стенкой
переменной высоты, симметричные относительно главных осей.
yi — высота тавра в сечении i, см; высота сечения таврового участка ригеля
и стойки определяется по длине перпендикуляра, восстановленного из точки на
оси ON (для ригеля) или OF (для стойки), соответствующей определенному узлу
на кодовой схеме для статического расчета рамы (рис. 2.9. и рис. 2.5).
Li н 1,2 — длина заготовки в виде тавра, соответственно для ригеля и стойки,
61
см; V[ — расстояние от левой грани заготовки ригеля до точки пересечения пер-
пендикуляра из точки О к верхней грани полки ригеля; Мг — расстояние от правой
грани заготовки ригеля до точки пересечения перпендикуляра из точки W к верхней
грани полки ригеля, см; L — прекция верхней полки заготовки полуригеля на ось Л,
см; Hi и Нъ — высота правой и левой тавровых граней заготовки ригеля, см;
do — проекция высоты «зуба» на боковую грань заготовки; Z,— аппликата точки
на оси стойки, через которую проходит рассматриваемое сечение, см (принимает-
ся по кодовой схеме статического расчета); если при статическом расчете отметка
±0 принималась не на нижней грани заготовки, а на нижней грани опорной пли-
ты (либо на любом другом расстоянии от нижней грани заготовки), то аппликату
следует скорректировать в соответствии с рис. 2.9; и //4— высота правой и
левой тавровых граней заготовки стойки, см; а; и а3 — угол наклона полки к оси
реза соответственно ригеля и стойки; ) — разность между высотой тавра и поло-
виной высоты исходного двутавра; А — площадь исходного двутавра; А, — пло-
щадь в сечении г; Sx — статический момент полусечения исходного двутавра от-
носительно оси X—X; Sj—статический момент тавра относительно оси X—Х;т —
расстояние от нейтральной оси X-—X исходного двутавра до нейтральной оси
ХТ—ХТ тавра; hi — расстояние от грани полки тавра до центра тяжести развитого
двутавра; z/min—расстояние от грани полки тавра до его нейтральной оси Хт—
Хг; утах — расстояние от нейтральной оси развитого двутавра Хр—Хр до нейт-
ральной оси тавра; /х — момент инерции исходного двутавра относительно оси
X—X;	— момент инерции тавра относительно оси X,—ХТ:
ГХТ	± IP- + if Г = Д ± 11L ;
2	1	12	' 4	2	1	3
Л = -^; /’3 = л1т2;
о
1хо — момент инерции развитого сквозного двутавра относительно нейтральной
оси Хр—Хр; W'max, №т1п — наибольший и наименьший моменты сопротивления тав-
рового участка; /^р — момент инерции развитого сплошного двутавра относитель-
но оси Хр—Хр; №с — момент сопротивления развитого сплошного двутавра.
Если в какой-либо точке сквозного сечения напряжения превышают допусти-
мые, то в отверстие следует вставить заглушку и произвести проверку напряже-
ний по формулам 26 и 27 блок-схемы 2.2. Если в этом случае напряжения пре-
вышают допустимые, то необходимо изменить размеры сечения согласно рекомен-
дациям раздела 2.1.
2.4. РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ УЗЛОВ РАМЫ
Рамные каркасы отличаются от стоечно-балочных (или сто-
ечно-ферменных) жестким защемлением ригелей в колоннах. Ос
новными преимуществами рамных каркасов по сравнению со стоеч-
но-балочными при одинаковых пролетах являются меньшая масса
и высота ригелей в результате уменьшения пролетных моментов и
большая поперечная жесткость.
Существуют различные решения жестких узлов сопряжения ри-
геля со стойкой рамы. Наиболее типичные узлы, приведенные в
табл. 2.2, сгруппированы следующим образом:
неразъемные карнизные узлы, ригель (полуригель) и стойка
соединяются в процессе изготовления конструкции при помощи
сварки;
разъемные карнизные узлы, ригель (полуригель) и стойка сое-
диняются с помощью болтов при монтаже каркаса здания.
Недостатки конструкций с неразъемными узлами (тип А) — по-
требность в дополнительных производственных площадях на заво-
62
2.2. Схемы жестких карнизных узлов рамы
Примечание. Тип А — соединения в заводских условиях при помощи сварки: 1 —
рама пролетом 18 м (Укрколхозпроект); 2 — рамы пролетом 18 и 21 м (ЦНИИЭПсельстрой).
Тип Б — разъемные соединения: 3 — рамы пролетом от 7 до 30 м (Япония); 4 — рама
пролетом 21 м (Укрколхозпроект. КИСИ); 5 —рама пролетом до 60 м [8]; «—сопряжение
строительной конструкции с колонной [24]; 7—рама пролетом 30 м (США); 8 — рамы проле-
том 12, 18 н 21 м (Укрколхозпроект. КИСИ); 9 — рама пролетом 21 м с «замковым» соеди-
нением ригеля со стойкой (Укрколхозпроект); 10 — рама пролетом 18 м (ВНР); // — рамы
пролетом от 9 до 24 м системы «Fermstal» (ПНР).
7 —ригель примыкает к стойке; 77—ригель накладывается на стойку; III— ригель в
стойка соединяются по биссектрисе карнизного узла.
63
де для сборки Г-образных элементов и в специальных транспорт-
ных средствах для доставки конструкций на строительную пло-
щадку. Кроме того, при длине полуригеля 9—10,5 м длина стойки
цельной полурамы не может превышать 3,8 м из условия транспорт-
ного габарита. Преимущество по сравнению с группой Б заключа-
ется в сокращении трудозатрат на монтаже и меньшем (на 6—7 %)
расходе металла. Однако учитывая, что условия транспортировки
при строительстве в сельской местности имеют определяющее зна-
чение, предпочтение следует отдавать конструкциям с соединени-
ем типа Б.
Наибольшее распространение в настоящее время получили флан-
цевые соединения. Преимущество такого соединения заключается
в отсутствии ослабления соединяемых элементов. Фланцевое сое-
динение состоит из двух пластин и болтов, работающих на растя-
жение и срез. Расчетные усилия, которые могут быть восприняты
болтами на срез и смятие, от действия нормальной и перерезываю-
щих сил в карнизном узле определяются в соответствии с рекомен-
дациями раздела 11 СНиП П-23-81. При этом нормальная и попе-
речная силы, определенные статическим расчетом для стержней,
образующих карнизный узел, должны быть приведены к нормаль-
ным и касательным направлениям по отношению к фланцевой
плите (рис. 2.10, а). Помимо нормальной и поперечной сил, в кар-
низном сечении действует изгибающий момент, вызывающий растя-
гивающие усилия в болтах.
Распределение растягивающих усилий от действия изгибающе-
го момента между болтами оценивают по-разному. Так, Н. С. Стре-
лецкий [23] считает, что если прикрепляющий элемент не имеет
свободы поворота, то момент берется вокруг его неподвижной точ-
ки, условно принимаемой на оси крайнего ряда сжатых болтов
(рис. 2.10, б). По мнению К. К. Муханова [26], линия оси упругого
поворота узла (нейтральная линия) проходит примерно на уровне
нижнего пояса балки (рис. 2.10, в). Следовательно, растягивающие
усилия, приходящиеся на пару наиболее напряженных болтов при
одинаковом конструктивном решении узлов, представленных на
рис. 2.10, бив, всегда будут больше в варианте в.
Напряжения в карнизном узле рамы (см. рис. 2.10, г) с наруж-
ным углом без закругления с некоторым приближением могут быть
определены как для кривого бруса, в котором нейтральная ось не
проходит через центр тяжести сечения, а располагается между
центром тяжести и центром кривизны [9].
Напряжения от изгиба в таких узлах не распространяются ли-
нейно по высоте, как в балках. Напряжения в крайних волокнах
<Ji и 02 от изгибающего момента М в кривом брусе определяются:
СТ1 =	~е) ; (2.20) ог2= Л1(/1г + е) , (2.21)
Aei\	Аег2
где hi и h2 — расстояния от центра тяжести сечения до крайних волокон; и
с2 — радиусы закругления внутреннего и наружного углов; А — площадь попереч-
ного сечения; е = гт/(т+1)—расстояние от нейтральной оси до центра тя-
жести сечения.
64
Коэффициент т является характеристикой сечения и для дву-
тавра может быть определен по формуле:
т = “Г (bi1п — + b2 In — ------Н 6СТIn—2—62 — 1. (2.22)
А \	гх	г2 — 62	Г1 + 62 )
Наибольшие напряжения от изгиба и силы N проверяются по
линии сопряжения прямолинейной и закругленной частей сечения
Птах = ^М + [М(/г1-е)1/ (Aer)	(2.23)
a	д
2.10. Работа болтового соединения на изгиб при стеснении поворота прикреп-
ляющего элемента и распределение напряжений в карнизном узле рамы:
а —расчетные усилия, воспринимаемые болтами, на срез и смятие; б — распределение
растягивающих усилий между болтами по треугольной эпюре при условии, что поворот
осуществляется вокруг нижнего ряда болтов [23]; в — то же, поворот осуществляется иа
уровне нижнего пояса балки [26]; г — распределение напряжений в кривом брусе [9]
5 4-1580
65
Вероятно, с достаточной степенью точности для инженерных
расчетов этот способ может использоваться при определении на-
пряжений в карнизных узлах рам, подкрепленных вутом (см.
табл. 2.2), однако это предположение нуждается в эксперименталь-
ной проверке.
I	5
2.11. Коньковые и опорные узлы рам:
а — опорные шарнирные узлы; 1, 2 — плиточные; 3 — пятниковый; б— коньковые узлы;
4 — жесткий; 5, 6 — шарнирные
Определенный интерес представляет комбинированный узел 4
(см. табл. 2.2). Стойка рамы имеет фланец, к которому крепится
на болтах ригель рамы. Кафедрой строительной механики КИСИ
в 1983 г. были проведены исследования, в результате которых был
определен характер напряженного состояния этого узла и сделан
вывод о его преимуществе по расходу металла перед узлом 8, при-
66
веденным в табл. 2.2. Однако по мнению авторов, необходимо про-
должение теоретических и экспериментальных исследований в этой
области. Во всяком случае, уже на основании полученных резуль-
татов можно сделать вывод, что изменение конструкции карнизного
узла может дать значительный экономический эффект и существен-
но повлиять на снижение строительных коэффициентов массы, тру-
доемкости и стоимости для данного вида конструкций.
Опорные шарниры рам (так же, как и арок) бывают трех ти-
пов: плиточные, пятниковые и балансирные.
При небольших пролетах (до 24 м) и незначительных нагруз-
ках (собственная масса, подвешиваемое технологическое оборудо-
вание, снег и ветер) применяются упрощенные плиточные шарниры
(рис. 2.11, 1, 2). Шарнирность узла обеспечивается гибкостью
опорной плиты; нормальная сила здесь передается на фундамент
через опорную плиту, а горизонтальному перемещению опор от
действия поперечных сил препятствуют анкерные болты.
Коньковые узлы могут выполняться жесткими (см. рис. 2.11, 4)
и шарнирными (см. рис. 2.11, 5, 6). Принцип работы конькового
шарнира 5, (см. рис. 2.11) аналогичен работе опорного шарнира 2.
Конструкцию конькового шарнира 6 рационально использовать для
ригелей переменного сечения со сплошной стенкой, поскольку в
этих случаях высота сечения ригеля в ключевом шарнире значи-
тельно меньше высоты карнизного узла.
2.5. РАСЧЕТ ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ И ВЕРТИКАЛЬНЫХ
СВЯЗЕЙ пространственного каркаса
Устойчивость стоек и ригелей металлических рам в продольном
направлении обеспечивается вертикальными и горизонтальными
связями в пределах температурного отсека. Устойчивость всего
пространственного каркаса здания в целом обеспечивается про-
странственным блоком жесткости. Последний образуется верти-
кальными крестовыми связями и горизонтальными связевыми
фермами.
Вертикальные крестовые связи устанавливаются посередине
здания или температурного отсека с тем, чтобы меньше препятство-
вать температурным деформациям продольных элементов. Сечение
связей подбирается по гибкости при растяжении (Z,=400) и на дей-
ствие ветровых нагрузок на торцы здания. В случае же расположе-
ния связей по концам температурного отсека в них возникнут уси-
лия от удлинения — укорочения диска покрытия при температур-
ных перепадах; усилия будут тем значительней, чем больше рас-
стояние между связями. Однако учитывая, что металлические ра-
мы сельскохозяйственных зданий не рассчитаны на применение
кранового оборудования, которое обычно требует повышенной
жесткости продольного каркаса для восприятия продольных тор-
мозных усилий, установка вертикальных связей по концам темпе-
ратурного отсека или здания не рекомендуется. Такая установка
не только приводит к перерасходу металла за счет увеличения ко-
5*
67
личества элементов, но и создает как в самих вертикальных связях,
так и в элементах диска покрытия значительные усилия от темпе-
ратурного воздействия, способные стать определяющими при под-
боре размеров сечений. Необходимость расчета вертикальных свя-
зей на ветровую нагрузку зависит от конструкции торцов здания и
способов опирания на них элементов диска покрытия и от устойчи-
вости стоек в продольном направлении.
Металлические рамы рассчитаны на восприятие скоростного на-
пора ветра 0,35 кПа, что соответствует II району СССР согласно
СНиП П-6-74 «Нагрузки и воздействия». Растягивающие усилия,
возникающие в растянутых элементах вертикальных крестовых
связей от ветровых нагрузок, с учетом конфигурации торцевых стен
сельскохозяйственных зданий и наличия в них проемов не превы-
шают обычно 30—35 кН. При расчетном сопротивлении стали
230 МПа и таком усилии требуется, чтобы площадь сечения угол-
ка составляла 1,6 см2. В то же время сечение уголка по требова-
ниям жесткости на растяжение должно иметь минимальную пло-
щадь 2,65 см2 (|__ 45X3; tmin = 0,89 см; Z,=400 при 1е;3,5 м).
Таким образом, для крестовых связей длиной 3—4 м вне зави-
симости от конструкции торцов определяющим фактором при под-
боре сечения является не прочность, а жесткость. Подбор таких
связей производится по гибкости на растяжение 7.^400.
В случае, если жесткость стоек рам в продольном направлении
недостаточна и требуется раскрепление стойки не только по кон-
цам, но и в промежуточном сечении, конструкция связи может из-
мениться. На конструкцию связи может повлиять наличие попе-
речных проездов в здании, может потребоваться конструкция, при
которой связь должна будет работать на сжатие. Не вдаваясь в
детализацию возможных при этом решений, можно предположить,
что возникнут условия, при которых определяющим станет расчет
на прочность, вследствие чего потребуется учитывать конструктив-
ное решение торцов здания.
При наличии в торцах кирпичных стен, раскрепленных тамбу-
рами, либо способных по своим габаритным размерам работать как
консоль, рекомендуется «скользящее» опирание диска покрытия на
торец здания. В этом случае связевые горизонтальные стержни рас-
полагаются во втором и предпоследнем шагах здания, а в крайних
шагах укладывается покрытие, имеющее со стороны опирания на
торцевые стены подвижные опоры. Вся ветровая нагрузка при этом
воспринимается торцами.
Аналогичное решение в принципе возможно и при сборном тор-
це с фахверковыми колоннами. Только вместо подвижной опоры на
крайней раме следует установить листовой шарнир, являющийся
связью на растяжение. В общем случае можно сделать вывод, что,
как правило, сечение вертикальных связей в продольном каркасе
подбирается по соображениям жесткости, а не прочности.
Горизонтальный диск покрытия (рис. 2.12) здания с каркасом
из металлических рам состоит из связевых ферм, распорок и
растяжек.
68
Связевые фермы рекомендуется устанавливать в трех местах
температурного отсека: по торцам здания и в месте установки вер-
тикальных связей.
Связевые фермы могут иметь либо крестовую, либо полураскос-
ную решетку. В первом случае решетка подбирается по гибкости
на растяжение Х<:400, во втором — на сжатие при Л<:200. По рас-
ходу металла оба решения равноценны.
Распорки (Z^200) устанавливаются в карнизных и коньковом
узле каждой рамы по всей длине здания. Они вместе с фермами
как бы создают горизонтальный каркас, на который «натягивают-
ся» растяжки, устанавливаемые в промежуточных точках ригелей
рам. Шаг растяжек зависит от жесткости ригеля рамы в продоль-
ном направлении, а их сечение—от конструкции покрытия. Кон-
структивно принимается шаг 3,0 или 1,5 м.
В случае применения покрытия из асбестоцементных плит ти-
па ПАД (либо других аналогичных конструкций) жесткость рас-
тяжек подбирается по Х^бОО. Это решение впервые предложено и
внедрено в типовой серии металлических ферм (серия 1.860-5) ин-
ститутом Укрпроектстальконструкция и основано на учете совмест-
ной работы растяжек и плит покрытия по обеспечению устойчивости
ригеля.
Характер пространственного каркаса при несущих конструкци-
ях из металлических рам диктует некоторые правила монтажа зда-
ния, соблюдение которых обеспечит его безопасность.
69
Начало монтажа можно вести с первого шага либо с шага, в
котором устанавливаются постоянные вертикальные связи. Во вто-
ром случае после монтажа двух рам, вертикальных связей и гори-
зонтальной связевой фермы сразу образуется блок жесткости, к
которому «привязываются» все последующие рамы без дополни-
тельных временных вертикальных связей. При начале монтажа с
первого шага установка таких связей необходима, а их демонтаж
должен производиться только после монтажа постоянных верти-
кальных связей.
При монтаже горизонтального диска покрытия между двумя
связевыми фермами ригели монтируемых полурам до установки
второй связевой фермы должны дополнительно через 4,5 м раскреп-
ляться временными распорками, подбираемыми по гибкости А =
= 200. Демонтаж таких распорок в отсеке между связевыми фер-
мами производится только после монтажа второй (из двух) ферм.
3. ИЗГОТОВЛЕНИЕ
И ИСПЫТАНИЕ СТАЛЬНЫХ РАМ
3.1. ИЗГОТОВЛЕНИЕ РАЗВИТЫХ ДВУТАВРОВ
И КОНСТРУКЦИЙ из них
Технологией изготовления развитых профилей, разработанной
ВНИИмонтажспецстроем, ВНИКТИстальконструкцией и ЦНИИ-
ЭПсельстроем, принят газовый способ резки, позволяющий
использовать относительно дешевое газорезательное оборудова-
ние. При изготовлении развитых двутавров полки прокатного про-
филя до резки прикрепляются к продольным жестким элементам
и все последующие операции по резке, сборке и сварке балки про-
изводятся совместно с этими элементами, обеспечивающими пря-
молинейность половин профиля в течение всего технологического
процесса.
Для изготовления развитых двутавровых профилей разрабо-
тан стенд, представляющий собой стеллаж, на который устанавли-
ваются две траверсы с винтовыми прижимами для закрепления
разрезаемого двутавра. Опытное изготовление развитых балок с
помощью этого стенда выполнялось ЦНИИЭПсельстроем на откры-
той производственной площадке, обслуживаемой козловым кра-
ном. Двутавр длиной 12 м закрепляли в траверсах, размечали с
помощью шаблона из тонкой листовой стали и разрезали вручную
газопламенной горелкой. После зачистки кромок выступающие
зубцы сваривали вручную двусторонним швом. В начале и в конце
шва вместо выводных планок ставили в углах отверстия медные
трубки для замыкания ванны шва.
Такая технология изготовления позволила получить развитые
двутавры, отвечающие проектным геометрическим размерам. Все
операции по изготовлению развитого двутавра выполняли двое ра-
70
бочих: сборщик и сварщик. Указанным способом в течение одной
смены можно изготовить до 24 м развитых балок.
В дальнейшем двусторонняя сварка выступающих зубцов была
заменена односторонней на медной формирующей подкладке с вы-
ступами по краям, препятствующими вытеканию расплавленного
металла и образованию кратера шва.
Впервые опытное изготовление металлоконструкций из разви-
тых двутавров переменного сечения было осуществлено силами
ремонтно-механической мастерской Житомирского облмежколхоз-
строя. Шесть полурам для пролета 18 м были изготовлены следую-
щим образом: двутавровые балки № 22 по ГОСТ 8239—72 были
размечены в соответствии с чертежами, после чего ручной электро-
дрелью были просверлены отверстия во всех уголках, определяю-
щих зигзагообразную линию реза. Затем с помощью кислородно-
ацетиленовой горелки двутавры были разрезаны вручную. Резка
производилась прерывисто, вначале на участках, параллельных
продольной линии реза, затем — под углом к продольной линии.
Работа по сверлению и резке одной стойки и полуригеля вы-
полнялась одним рабочим в течение 4,5 ч. После этого одна из
половин разрезанного двутавра была жестко закреплена струбци-
нами на монтажном столе, а вторая—развернута на 180° вокруг
оси, нормальной к полке двутавра, и прикреплена к подвижной
балке на монтажном столе. Выступающие зубья разрезанных дву-
тавров были совмещены, после чего электродуговой сваркой вруч-
ную обе половины были соединены. Сварка выполнялась без раз-
делки кромок односторонним швом на медной подкладке. Все опе-
рации по подготовке и сварке одного полуригеля и стойки были
выполнены за 2 ч. Сварка выполнялась одним рабочим, подготовка
к сварке — двумя рабочими.
На последнем этапе были выполнены наклонные резы ригеля
н стойки для придания им проектных размеров, приварка пластин в
опорном и коньковом узлах и соединение на сварке полуригеля
со стойкой.
Согласно хронометражу, выполненному автором, трудоемкость
изготовления одной опытной полурамы составила 9 чел.-ч, что на
19 % ниже трудоемкости изготовления полуфермы. В дальнейшем
трудоемкость изготовления полурам была снижена: разметка эле-
ментов производилась по шаблону, была исключена операция по
сверлению отверстий на поворотах линии реза.
Опытное изготовление полурам подтвердило высокую техноло-
гичность конструкции и возможность ее изготовления в условиях
неспециализированных предприятий.
На Украине поточное производство для сельского строительст-
ва металлоконструкций из развитых двутавров впервые осущест-
влено на заводе облегченных конструкций Винницкого облмежкол-
хозстроя [16]. Операции по резке двутавров выполняются при по-
мощи газорезательной машины, изготовленной на базе газо-
резательной и управляющей аппаратуры от серийной машины
АСШ-70.
71
Балки, предназначенные для развития, устанавливаются на
стенде и укрепляются прижимными винтами. Стенд подается в
рабочую зону. Рабочий зажигает и регулирует пламя горелок и
включает подачу магнитного пальца. Все дальнейшие операции по
резке двутавров выполняются автоматически по копиру.
Испытаниями газорезательной машины, проведенными Винниц-
ким облмежколхозстроем в 1978 г., установлено, что оптимальная
скорость резки из условия качества реза и производительности со-
ставляет 41,4 м/ч. При этом расход кислорода и пропан-бутана со-
ставляет соответственно 5,6 и 1,68 м3/ч. На испытаниях разрезались
3.1. Принципиальная схема газорезательной машины для резки двутавров (Вин-
ницкий облмежколхозстрой):
/ — копир; 2 — магнитный палец; 3— направляющие; 4—подвесная тележка;5 — газовые ре-
заки; 6 — разрезаемые двутавровые балки.
двутавровые балки № 24 с толщиной стенки 5,6 мм. Схема газо-
резательной машины приведена на рис. 3.1. Сварка двутавров —
полуавтоматическая в среде углекислого газа.
Аналогичная технология для изготовления развитых двутавров
принята на заводе облегченных конструкций производственного
объединения «Днепросельстройиндустрия». Объемы конструкций
из развитых двутавров, выпускаемые заводами Укрмежколхоз-
строя, приведены в табл. 3.1.
По данным Укрмежколхозстроя, переход на выпуск изделий из
развитых двутавров взамен типовых треугольных ферм по серин
1.860-1 позволил в 4,6 раза увеличить съем готовой продукции с
72
1 м2 производственной площади при снижении трудоемкости изго-
товления конструкции в 1,5 раза, дал возможность сократить пло-
щадь, отведенную по проекту для изготовления металлоконструк-
ций, и за счет этого увеличить количество технологических линий
по выпуску асбестоцементных ограждающих конструкций.
Поточная высокомеханизированная линия для
изготовления конструкций из развитых двутав-
ров постоянного по длине сечения (балок, рам, арок) разработа-
на ЦНИИЭПсельстроем.
3.1. Производство и поставка комплектов здании из облегченных конструкций
в 1978—1983 гг. (Укрмежколхозстрой)
	Годы						сч со
Поставщик и потребители	Л 978					1983	е
		1979	1980	1981	1982		
I. Завод облегченных конструк- ций объединения «Днепросель-.	1,970	1,378	_1Д34	1,673	0,751	1,319	8,425
стройиндустрия» — всего изго- товлено Поставлено облмежколхозстро-	61	43	65	83	72	64	388
ям:	1,970	1,378	0,850	0,830	0,290	0,699	6,017
Днепропетровскому	бГ	43	42	41	27	34	248
Ворошиловградскому, До-					0,484	0,843	0,493	0,620	2,44
нецкому и Херсонскому			23	42	45	30	140
II. Винницкий завод облегчен-	2,030	1,300	0,840	1,308	1,467	1,087	8,032
ных конструкций — всего изго- товлено Поставлено	облмежколхоз- строям:	138	65	98	94	94	53	492
Винницкому	2,030	1,300	0,700	0,868	1,300	0,757	6,955
	138	65	30.	65	83	37	418
Хмельницкому, Херсонско- му, Одесскому, Тернополь-	—	—	0,140	0,440	0,167	0,330	1,077
скому, Волынскому, Черкас- скому, Житомирскому			6	33	И	16	66
Всего	4,000	2,678	2,174	2,981	2,218	2,406	16,457
	199	108	101	181	166	104	859
Примечание. В числителе — объем выпускаемых металлоконструкций, тыс. ti
в зиамеиателе — количество комплектов зданий.
Участок изготовления сквозных развитых профилей оснащен
многооперационным манипулятором (ВНИИмонтажспецстрой),
включающим двухрезаковую газорезательную машину типа
СГУ-1-60 и два сварочных полуавтомата. Манипулятор состоит из
центральной поворотной и боковых подвижных в горизонтальной
плоскости траверс, снабженных пневматическими прижимами для
удержания разрезанных половин двутавров.
Между боковыми и средней траверсами укладывают два дву-
тавра и прижимают их полками к соответствующим траверсам.
Резка стенок одновременно двух балок осуществляется газореза-
тельной машиной СГУ-1-60 по копиру. Затем крайние траверсы
73
вместе с разрезанными половинами перемещаются горизонтально
в поперечном направлении на расстояние, равное высоте выступаю-
щей части и величине зазора для сварки, а центральная траверса с
двумя другими половинами поворачивается на 180° вокруг про-
дольной оси до совмещения с зубьями раздвинутых половин. После
этого производится сварка на формирующих медных подкладках
порошковой проволокой диаметром 2,5 мм.
Настройка манипулятора на определенный номер двутавра про-
ста и заключается в постановке соответствующих подкладок, обес-
/
3.2. Схема поточной линии, используемой для выпуска развитых дву-
тавров переменного сечения:
/ — склад прокатных двутавров; 2 — манипулятор; 3 — консольная газореза-
тельиая машина; 4— рельсовый путь; 5 — сварочный пост; 6 — склад развитых
двутавров; 7 — центральная поворотная траверса манипулятора; 8— наружная
траверса манипулятора; 9 — прижимы; 10— направляющие для разворота на-
ружных кондукторов манипулятора. Стрелкой указано направление переме-
щения кондукторов манипулятора
печивающих положение стенок балок на одном уровне. Произво-
дительность манипулятора 45—50 тыс. м развитых профилей в год
(или 100—120 тыс. м2 производственных площадей с каркасом из
стальных рам). Обслуживают манипулятор 5 чел. Для исключения
простоя газорезательного и сварочного оборудования целесообраз-
но установить два и более (четное количество) манипуляторов в
ряд.
Одновременная резка и сборка в манипуляторе двух балок по-
зволяет избежать отходов металла, получаемых после продольного
смещения половин профиля при изготовлении одиночных балок.
Указанная поточная линия при незначительном переоборудова-
нии может быть использована для выпуска развитых двутавров пе-
ременного по длине сечения (рис. 3.2). Для этого крайние траверсы
манипулятора, перемещающиеся вместе с разрезанными половина-
ми двутавров, должны иметь возможность поворота на некоторый
угол (до 6°) относительно продольной оси манипулятора.
Стенд для сборки двух шарнирных рам из раз-
витых двутавров постоянного сечения бы запроек-
тирован сектором металлоконструкций ЦНИИЭПсельстроя. Такой
стенд может быть использован для изготовления различных рам:
в том числе и трехшарнирных из развитых сквозных двутавров пе-
ременного по длине сечения.
Стенд представляет собой сварной стеллаж, собранный из трех
элементов (рис. 3.3). Элементы / и 2 приварены к элементу 3 под
углом 104°., что соответствует карнизному углу рамы. На поверх-
74
ности стеллажа разбита и зафиксирована геометрическая ось
Г-образной полурамы. Полуригель и стойка рамы'укладываются на
поперечные траверсы стенда и закрепляются.установочными тра-
версами. Точность установки элементов полурамы фиксируется с
помощью винтовых прижимов откидных фиксаторов, располагае-
3.3. Стенд для сборки элементов стальных рам пролетом 18 м
мых по длине элементов, а также торцевых фиксаторов фланцев,
располагаемых в проектном положении.
Поступившие со стенда для изготовления развитого двутавра
сторцованные элементы ригеля и стойки укладывают на сборочный
стенд и вплотную прижимают к торцевым фиксаторам, к которым
предварительно на болтах, устанавливаемых в отверстия торцевого
фиксатора, крепят коньковый фланец и опорную плиту стойки ра-
мы. Выверяется положение ригеля и стойки в карнизном узле. На
упоры винтовых прижимов откидных фиксаторов устанавливают
накладки ригеля и стойки в соответствии с рабочим чертежом ра-
мы. С помощью винтовых прижимов фиксаторов полуригель и стой-
ку рамы вместе с накладками, а также карнизный вут рамы за-
крепляют в проектном положении и производят прихватку элемен-
тов рамы с двух сторон. Собранную полураму освобождают от
прижимов и помещают на площадке рядом со стендом, где произ-
водится окончательная обварка путем нанесения с двух сторон по-
лурамы в определенной последовательности прерывистых сварных
швов. Масса стенда по сборке полурам для зданий пролетом
18 м — 3 т.
75
По данным ЦНИИЭПсельстроя, использование стенда для сбор-
ки позволяет обеспечить точное соблюдение геометрических разме-
ров рамы и перпендикулярность опорной плиты и фланца к пло-
скости рамы.
Аналогичный принцип может быть использован при изготовле-
нии разъемных полурам. В этом случае для соединения стойки с
полуригелем в карнизном узле применяют фланцы, имеющие от-
верстия для болтов. Способ фиксации фланцев карнизного узла
при сборке полуригеля и стойки аналогичен способу фиксации
опорной плиты или конькового фланца.
Таким образом, существующие технологии позволяют органи-
зовать изготовление стальных конструкций из развитых двутавров
постоянного и переменного сечений как на предприятиях с высо-
ким технологическим уровнем производства, так и в условиях ма-
стерских, широко используя серийно выпускаемое отечественное
газорежущее и сварочное оборудование.
3.2. СТАТИЧЕСКИЕ ИСПЫТАНИЯ СТАЛЬНЫХ РАМ
Испытания конструкций, в зависимости от поставленных целей,
можно разделить на две группы:
экспериментальные исследования, при проведении которых оп-
ределяется соответствие фактических характеристик прочности и
деформативности расчетным и изучаются особенности конструк-
ции и отдельных ее узлов, позволяющие в дальнейшем совершен-
ствовать конструктивную форму;
поверочные (выборочные) испытания, которые обычно прово-
дятся при освоении серийного изготовления конструкций для вы-
явления соответствия характеристик фактической прочности и де-
формативности аналогичным характеристикам, регламентируемым
проектом. При выборочных испытаниях образец, как правило, до-
водится до разрушения.
В ходе статических испытаний рам применяются различные
методы загружения: при помощи рычажной системы с нагружени-
ем штучными грузами, с помощью гидравлических домкратов и си-
стемы тяжей, с помощью подвешивания к ригелю рамы баков, за-
полняемых водой. Для испытания отдельных узлов рамы могут
быть использованы упрощенные методы, например, для испытания
карнизного узла рамы — метод стягивания полурамы по линии, со-
единяющей пяту стойки с нулевой моментной точкой ригеля. В этом
случае полураму можно заменить фрагментом карнизного узла
с прикрепленными к нему рычагами, что дает возможность созда-
вать реальные соотношения изгибающего момента и перерезываю-
щей силы.
На Жулянском заводе железобетонных изделий Киевского
облмежколхозстроя (пгт Вишневое) рамы испытываются на стен-
де, позволяющем вдвое уменьшить необходимое для испытаний
количество полурам и существенно сократить сроки проведения
испытаний. Стенд разработан в тресте Оргтехстрой Укрмежколхоз-
76
строя (автор инж. А. А. Зеленков) и предназначен для испытания
трехшарнирных рам пролетом до 21 м, рассчитанных под распре-
деленную линейную нагрузку на ригель до 24,5 кН/м. Загруже-
ние рамы осуществляется при помощи гидравлических домкратов.
В отличие от существующих методов испытания на стенде устанав-
ливается не рамный поперечник, состоящий из двух полурам, а одна
.woo.
3.4. Стенд для испытаний рамных конструкций:
1— гидравлические силовозбудители; 2 — гидроразводка; 3 —тележка; 4 — контрфорс; 5 —
фундамент; 6 — пространственная ферма с площадками обслуживания; 7 — насосная стан-
ция (ручной привод); 8— пульт управления; 9 — насосная станция; 10 — башмак
полурама, упирающаяся своим коньковым шарниром в тележку,
способную свободно передвигаться по вертикально расположен-
ной грани контрфорса (рис. 3.4).
Испытание полурам можно проводить с пульта управления при
работе насосной станции с электрическим или ручным приводом.
Техническая характеристика стенда:
Габаритные размеры.......................
Рабочее давление в гидросистеме .
Максимальная нагрузка, создаваемая одним
гидродомкратом ..........................
Ход штока гидродомкрата .................
Масса металлоконструкций.................
Обслуживающий персонал...................
Продолжительность испытания одного эле-
мента ...................................
14400X2400X6800 мм
До 20,0 МПа
До 157 кН
520 мм
8000 кг
2 чел.
1,5—2 ч
В полевых условиях наиболее простым способом является за-
гружение металлических рам при помощи гидравлических домкра-
тов, системы тяжей и контргрузов. Такая схема была разработана
и применена кафедрой металлических и деревянных конструкций
КИСИ при испытаниях трехшарнирных стальных рам пролетом
18 м из развитых сквозных двутавров переменного сечения, разра-
ботанных институтом Укрколхозпроект по предложению автора.
77
Оборудование для испытаний было изготовлено Житомирским
облмежколхозстроем.
Экспериментальные исследования работы рамы проводились с
целью: сопоставления фактических напряжений с расчетными, оп-
ределенными по различным методам; определения предельной не-
сущей способности и деформативности рамы, выявления характера
разрушения конструкции; определения влияния конструкции опор-
ного и конькового узлов рамы на распределение напряжений.
3.5. Схемы установки для испытаний рамных конструкций в полевых усло-
виях (а) и передачи нагрузки на раму (б):
I—III — рамы; 1, 3, 5, 7 — балки из спаренных уголков; 2, 6 — тяжи; 4 — гидравли-
ческий домкрат; 8— гайки для регулировки длины тяжей; 9 — динамометр сжатия;
10 — контргруз; 11 — ручная маслостанция; 12 — шланги; 13 — вентиль; 14 — втулки;
15 — прогибомеры; 16 — нивелир; 17 — распорка; 18— тяжи крестовых связей; 19—
листовой шарнир. Пунктиром показана форма рамы после разрушения
Испытываемая трехшарнирная рама I (рис. 3.5) пролетом 18 м
из развитых сквозных двутавров переменного сечения (исходный
двутавр № 22 по ГОСТ 8239—72) была установлена в рабочее по-
ложение на фундаменты и прикреплена в уровне верхнего пояса
ригеля к цеизменяемому пространственному блоку. В качестве
жесткого пространственного блока использовались две рамы II и
III пролетом 18 м идентичной конструкции, установленные с шагом
3 м на железобетонные фундаментные башмаки и раскрепленные
между собой крестовыми связями и распорками в плоскости риге-
ля и стоек для обеспечения пространственной жесткости блока.
Крепление испытываемой рамы к блоку жесткости осуществля-
лось в карнизных и коньковом узлах, а также на промежуточных
участках ригеля с интервалом 1,5 м.
Для устранения влияния посторонних факторов на вертикаль-
ные и горизонтальные перемещения узлов испытываемой рамы в
связях, соединяющих раму с пространственным блоком, были пре-
78
дусмотрены листовые шарниры (см. рис. 3.5, узел А). Нагрузка на
испытываемую раму передавалась при помощи десяти специаль-
ных оснасток, установленных в соответствии с принятой согласно
расчету схемой загружения.
Конструкция оснастки следующая (см. рис. 3.5): балка 1, со-
стоящая из двух уголков, через шарнир в виде валика опирается
на верхний пояс ригеля рамы. Тяжи 2, пропущенные вертикально
сквозь щель в балке 1, по обе стороны ригеля заканчиваются
опорной балкой 5, на которую установлен 15-тонный гидравличе-
ский домкрат 4. Головка поршня домкрата упирается в балку 3, к
которой подвешены два вертикальных тяжа 6, соединенных по-
средством балки 7 с контргрузом 10 из бетонных блоков СП-5.
Распорное усилие, создаваемое гидравлическим домкратом за
счет упора в неподвижную балку 3, заставляет опускаться балку 5,
которая при помощи тяжей 2 и балки 1 передает нагрузку на ри-
гель рамы. Горизонтальность балок и выбор слабины в системе
подвесок осуществляется при помощи гаек 8 и винтовой нарезки
на концах тяжей.
Предполагаемая максимальная нагрузка на каждый нагружа-
емый узел рамы достигает 15 кН, при этом контргруз (блоки СП-5)
составляет 30 кН.
Для контроля усилий в оснастку были вмонтированы два ди-
намометра сжатия 9 (по одному динамометру на каждую полу-
раму).
Давление в гидродомкратах создавалось при помощи двух
ручных маслостанций посредством систем гибких шлангов и за-
порных устройств, позволяющих включать маслостанции в работу
автономно и тем самым имитировать неравномерное (односто-
роннее) приложение нагрузки на разных полупролетах ригеля.
При создании равномерной нагрузки на обеих полурамах мас-
ло от маслостанции МС-1 подавалось равномерно ко всем десяти
гидравлическим домкратам, маслостанция МС-2 на этом этапе за-
гружения не включалась. Для создания одностороннего загружения
на левом полуригеле рамы запорным вентилем перекрывалось по-
ступление масла к домкратам Д-6—Д-10, расположенным на правом
полуригеле. На этом этапе загружения маслостанцией МС-1 под-
нималось давление в домкратах левого полуригеля, а маслостан-
цией МС-2 поддерживалось постоянное давление в домкратах
правого полуригеля.
На третьем этапе загружения маслостанцией МС-2 давление в
домкратах Д-6—Д-10 доводилось до уровня давления в домкратах
Д-1-Д-5.
На последующем этапе загружения и до конца испытаний дав-
ление в системе поднималось при помощи маслостанции МС-1.
Давление масла контролировалось образцовым манометром.
Распор в трехшарнирной раме воспринимался анкерными бол-
тами и передавался на опорные плиты фундаментных блоков. Для
исключения значительной раздвижки фундаментов, что могло про-
изойти в результате недостаточной утрамбовки грунта, была смон-
79
тирована затяжка из двух арматурных стержней периодического
профиля 0 20 мм для восприятия распора. Затяжки были прива-
рены к опорным плитам фундаментов.
После монтажа был произведен внешний осмотр испытываемых
конструкций полурам и проверка соответствия натурных размеров
конструкции проектным.
Напряжения в элементах строительных металлических конст-
рукций определяются как произведение относительной деформации
на модуль упругости металла конструкции: а=ъЕ. Относительная
деформация определяется как отношение линейной деформации
участка элемента определенной длины к длине этого участка. Ли-
нейные деформации измеряются тензометрами.
Наиболее распространенным и универсальным, пригодным для
проведения испытаний как в лабораторных, так и в полевых усло-
виях, является электрический танзометр. Состоит он из двух ос-
новных элементов: тензорезистора и регистрирующей установки.
Принцип работы электрического тензометра заключается в исполь-
зовании зависимости между деформацией и омическим сопротив-
лением. Изменение омического сопротивления происходит при из-
менении длины и диаметра проволоки при деформациях.
Принципиальная схема тензорезистора приведена на рис. 3.6, б.
Тензорезистор изготовляется из проволоки с высоким электри-
ческим сопротивлением диаметром 2—50 мкм. К концам проволоки
присоединены выводящие провода из медной проволоки диаметром
0,15—0,3 мм. Проволочная решетка помещается между двумя сло-
ями склеенной бумаги.
Для испытания металлических конструкций используются тен-
зорезисторы с базой I (см. рис. 3.6) 5; 10; 20 мм.
Поскольку при испытаниях строительных конструкций дефор-
мации и напряжения измеряются одновременно в большом коли-
честве точек, для взятия отсчетов рекомендуется применять авто-
матические электроизмерительные приборы (ЭИД-3; ЭИД-ЗМ;
АИ-1; АИ-2; АИД-IM; АИД-2М. и др.).
Для определения напряжений в характерных местах рамы бы-
ло наклеено 102 рабочих тензорезистора (см. рис. 3.6, а). Для заме-
деформаций использовались тензодатчики сопротивления типа
ПКБ-20. В сечениях, расположенных вблизи карнизного узла, в уг-
лах отверстий были наклеены розетки с тремя тензорезисторами.
С помощью розеток замерялись деформации по трем направлениям.
Для определения плоского напряженного состояния по площадкам
главных напряжений.
Система отдельных тензорезисторов, розеток и компенсацион-
ных датчиков была соединена через коммутирующее устройство с
автоматическим измерителем деформаций АИД-1 м.
Для фиксации деформированной схемы полурам в процессе
загружения были установлены контактные прогибомеры ПАО-6 с
проволочными связями, позволяющие замерить прогибы ригелей
полурам в вертикальной плоскости, горизонтальные смещения
карнизных и опороных узлов. Для выявления величины осадки опор
80
был установлен нивелир. Деформации рамы определялись с целью
сравнения фактического прогиба рамы с теоретическими и пре-
дельно допустимыми для данного вида конструкций при норматив-
ных нагрузках, а также для определения прогибов на всех этапах
загружений до разрушения с целью выявления границ упругой и
3.6. Схема расположения тензорезисторов при испытании рам:
а— схема рамы; б — принципиальная схема теизорезистора с проволочной решеткой;
в — схема расположения тензорезисторов при измерении деформаций в случае плоско-
напряженного состояния, если направления главных осей деформации неизвестны; 1 —
испытываемый элемент; 2 — вывод; 3 — основа; 4 — проволока; 5 — слой клея
упруго-пластической работы конструкции по диаграмме «нагруз-
ка — деформация».
Деформативность схемы определялась по вертикальному пере-
мещению конькового узла и корректировалась с учетом горизон-
тального и вертикального смещений опорной пяты, вызванных раз-
движкой и просадкой опор, при этом предполагается, что карниз-
ный узел остается жестким и не деформируется, а смещение конь-
кового узла происходит вследствие деформации ригеля и стойки и
6 4-1580	81
поворота полурамы в предположении, что расстояние между конь-
ковым и опорным шарнирами не изменяется.
Перед началом испытаний была проверена и отлажена система
загружения испытываемых полурам. С этой целью при помощи
маслостанции и гидродомкратов на ригель рамы была приложена
нагрузка, равная по величине половине нагрузки первого этапа
загружения. При этом проверялись герметичность соединений мас-
лосистемы и соответствие показаний образцового манометра на
маслостанции и динамометров, вмонтированных в оснастку за-
гружения. После устранения всех дефектов системы, повторного
нагружения и снятия нагрузки были взяты отсчеты по приборам.
Выбор последовательности этапов загружения производился в
соответствии со схемой нагрузок, при этом учитывались следую-
щие факторы:
1)	в упругой области работы ступень прикладываемой нагруз-
ки составляет 0,2—0,4 расчетной нагрузки;
2)	в упругопластической и пластической областях работы сту-
пень прикладываемой нагрузки составляет 0,05—0,15 расчетной
нагрузки, при этом учитывается собственная масса конструкции и
масса испытательных приспособлений;
3)	в число этапов загружения должны входить ступени, соот-
ветствующие нормативной и расчетной нагрузкам.
Испытания рамы проводились в пять этапов. На первых четырех
этапах нагрузку увеличивали до значений: 0,4Р; 0,4Р на одном по-
лупролете и 0,8Р на другом; 0,8Р (нормативная нагрузка) и Р
(расчетная нагрузка). Через 15 мин после загружения брались от-
счеты по приборам.
Следует отметить, что на каждом этапе загружения конструк-
ция должна оставаться столько времени, сколько требуется для
стабилизации деформации, вызванной нагрузкой данной ступени.
Для стальных конструкций это время обычно не превышает 15 мин.
Если по истечении этого времени деформации не прекращаются,
то длительность действия нагрузки удваивается и показания при-
боров фиксируются по окончании дополнительной выдержки кон-
струкции под нагрузкой.
На пятом этапе испытаний загружение проводилось ступенями
по 1,0 кН до разрушения.
Отношение нагрузки, при которой произошло разрушение рамы
(с учетом массы самой рамы и испытательного оборудования), к
расчетной составило 1,63. При разрушении произошла общая по-
теря устойчивости ригеля по S-образной кривой (см. рис. 3.5). Одна
из стоек выпучилась в плоскости рамы у карнизного узла. В этом
же месте произошла потеря устойчивости внутренней ветви стой-
ки из плоскости рамы.
При напряженном состоянии рамы наибольшие напряжения
возникали в сечениях стоек, в углах первых от опор отверстий и в
полках стоек и ригеля у карнизного узла. В отдельных точках этих
сечений при расчетной нагрузке появлялись пластические деформа-
ции. В наиболее напряженных точках экспериментальные напря-
82
жения о® , как правило, достаточно близки к теоретическим
nJ [27]. Характер распределения напряжений в стенках элементов
по краям отверстий соответствует принятым в расчете предпосыл-
кам относительно влияния поперечных сил на величину нормаль-
ных напряжений. В нулевых точках моментов от этих сил
появились напряжения, вызванные действием продольных сил и
изгибающих моментов в раме. Характерной является эпюра напря-
жений а® вдоль края первого от опоры отверстия (рис. 3.7), кото-
3.7. Зависимость «нагрузка — деформация» (а) и эпюра напряжений о®х,
МПа, по грани нижнего отверстия стойки (б):
1 — нагружение за вычетом раздвижки опор; 2 — фактическое нагружение; 3 —
теоретические прогибы; Ох— положение конструкции до приложения нагрузок;
О2— начало отсчета при проведении измерений
83
рая образована, в основном, под влиянием поперечных сил, так
как изгибающий момент от внешней нагрузки здесь близок к нулю,
а продольная сила незначительна.
По показаниям розеток определены главные напряжения в стен-
ке около углов отверстий.
У карнизного узла они оказались выше исходных напряжений
на 22 %. Поэтому проверку стенки в наиболее напряженных точ-
ках следует производить по главным площадкам. Кроме того, в
точках, где главные напряжения имеют разные знаки, необходимо
проверять приведенные напряжения.
Главные напряжения определялись по данным показателей ро-
зеток с тремя тензорезисторами, наклеенными около углов отвер-
стий в стенке двутавра под углом 0, 45 и 90° к продольной оси по
формуле:
± 4 И^-^)2 + 4т,	(3.1)
где
Е	/	\
Е	/	\
= -------- (% — не,);
1 —
р
Т = —----- [е46 — 0,5 (еЛ + е^)];
1	+ И
ц — коэффициент Пуассона; ех, e4s и еу — относительные деформации по направ-
лениям осей, ориентированных под углом 0, 45 и 90° к продольной оси X элемен-
та рамы.
В деформированном состоянии при расчетной нагрузке прогиб
в коньковом узле составил 42,67 мм, или 1/426 пролета, что меньше
теоретического прогиба и меньше допустимого по СНиП 11-23-81.
Прогиб Д/, вызванный раздвижкой опор, при этом был исключен.
Величина Д/ определялась при следующих допущениях: стержни
рамы являются абсолютно жесткими; карнизный узел рамы неиз-
меняем и допускает только поворт —
Д/ = — -	,	(3.2)
2	/ст
где Д/ — величина раздвижки опор при испытаниях; /Пр — длина полуригеля;
/ст — длина стойки.
Характер зависимости «нагрузка—деформация» приведен на
рис. 3.7.
Следует отметить, что повышение деформативности рамы при
испытаниях по сравнению с расчетной может быть вызвано подат-
ливостью соединения карнизного узла, если оно выполнено в виде
фланцевого соединения на обычных болтах. В этом случае следует
либо применять соединения на высокопрочных болтах с их пред-
варительным напряжением, либо сварное соединение или же уве-
84
личивать жесткость элементов рамы, увеличивая высоту сечения в
ключевом шарнире за счет увеличения высоты отверстия. Если этот
прием не поможет — необходимо увеличить сечение всего элемен-
та, применив другой номер двутавра.
По аналогичной методике, но без использования электротензо-
метрии, должны производиться выборочные (заводские) испыта-
ния стальных рам. Результаты испытаний оформляются на месте
испытаний в виде акта или протокола, содержащих ответы на сле-
дующие основные вопросы:
1.	Наименование и краткая характеристика конструкции и
опытных образцов.
2.	Организация — разработчик конструкции.
3.	Организация, проводящая испытания конструкции.
4.	Место проведения испытаний, время, температурные
условия.
5.	Краткое обоснование целей и задач испытаний.
6.	Организация, изготовившая опытные образцы или промыш-
ленную продукцию.
7.	Типоразмеры и число опытных образцов.
8.	Качество изготовленных образцов, включая данные о меха-
нических свойствах материала и отклонения геометрических разме-
ров конструкции.
9.	Краткая методика проведения испытаний.
10.	Характеристика способов измерения исследуемых пара-
метров.
11.	Данные о прочности и деформативности конструкции.
12.	Краткое описание характера разрушения конструкции.
13.	Оценка результатов испытаний и выводы.
4.	ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ
ПРИМЕНЕНИЯ СТАЛЬНЫХ РАМ
ИЗ РАЗВИТЫХ ДВУТАВРОВ
4.1.	ЭФФЕКТИВНОСТЬ РАЗВИТЫХ ДВУТАВРОВ
ИЗ ПРОКАТНЫХ ПРОФИЛЕЙ
Экономичность сортамента прокатного профиля зависит в ос-
новном от его материалоемкости, поскольку в общей стоимости про-
филя стоимостью материала составляет 80—90 %. При этом эф-
фективность профилей проката зависит от увеличения параметра,
характеризующего отношение высоты профиля к толщине его стен-
ки. Как показывает практика, осуществлять утонение элементов
двутавров выше определенных соотношений экономически нецеле-
сообразно, так как при этом повышается износ валков, увеличива-
ется коробление и отклонение размеров от заданных.
Применение развитых двутавров из прокатных профилей позво-
ляет максимально увеличить высоту двутавра при минимально
85
допустимой толщине стенки по условию сохранения устойчивости
и тем самым рационально распределить материал в пределах по-
перечного сечения профиля. В некоторых странах эта концепция
была положена в основу при включении развитых двутавров с па-
раллельными полками в действующие сортаменты.
Прежде чем определять эффективность развитых двутавров пе-
ременного сечения со сквозной стенкой, рассмотрим основные кри-
терии эффективности двутавровых профилей, работающих на изгиб
(табл. 4.1).
Для оценки эффективности сортамента развитых двутавров пе-
ременного сечения (по сравнению с сортаментом двутавров, из ко-
4.1. Критерии эффективности двутавровых прокатных профилей с параллельными
полками при работе на поперечный изгиб
Критерий	Формула	Краткая характеристика
1. Показатель удель-	W	Показатели Wi и <и2 равноценны, так как масса профиля на единицу его длины Р экви-
иой эффективности	р	
(01, см4/кг		валентна площади его поперечного сечения А. Показатель <о2 более наглядный, чем <oi и может правильно характеризовать рацио-
2. Показатель эконо-	W	нальность сечения лишь при сравнении про-
мичности со2, см	А	филей с равными площадями или при равных моментах сопротивления. В противном слу- чае (o2(coi) не дает возможности выявить преимущества сравниваемых профилей
3. Критерий рацио-	U72/3	а>3— величина, обратная f. Критерии могут
нальиости формы	А	использоваться для оценки рациональности
<о3		распределения материала в поперечном се- чении данного профиля. Они не пригодны для сравнения профилей различного сорта- мента
4. Удельная площадь	А	
профиля f	Ц72/3	
5. Удельный момент	W	ш4 — момент сопротивления сечения, контур
сопротивления из-	З.ЗД2/3	которого подобен заданному, а площадь
гибу «4		равна единице
6. Комплексный без-	А	Метод основан на сопоставлении массы
размерный показа-	3.3U/2/3	данной конструкции или профиля с массой
тель (0s		условного эталона, имеющего квадратную форму. Чем меньше Из, тем более эффекти- вен профиль
7. Удельная эффек-	V	(об— отношение упругого момента сопротив-
тивность изгибав-		леиия к теоретическому моменту сопротив-
мых профилей й6		ления профиля, имеющего ту же высоту, но при сосредоточении всего материала в пол- ках на расстоянии v = h!2 от нейтральной оси. За эталон принимается гипертрофиро- ванный двутавр, у которого отсутствует стенка
86
Продолжение табл. 4.1
Критерий
Формула
Краткая характеристика
8. Унифицированный	Г критерий эффек- пу ' Ю0% тивности Е, %	тах	Е — отношение между фактической и иде- альной характеристиками балки. При опре- делении Гшах величина А принимается рав- ной площади сопоставляемого профиля при условии распределения материала поровну между полками и стенкой
9. Безразмерный по-	Ат казатель со?	л Аф	и?— отношение теоретической площади про- филя, у которого отношение высоты к тол- щине стенки принимается максимально до- пустимым к фактической площади профиля
торых они получены) воспользуемся критерием а2, пригодным для
сравнения профилей с равными площадями (см. табл. 4.1). Заме-
ним в формуле фактическую площадь сечения развитого двутавра
А площадью сечения исходного двутавра Лб, поскольку площадь
поперечного сечения двутавра пропорциональна массе профиля на
единицу длины, а в пределах общей длины элемента масса разви-
того двутавра равна массе исходного двутавра по сортаменту. Тог-
да формула 2 табл. 4.1 примет вид:
Гр
И, = --- ,
Аб
где Г₽— момент сопротивления развитого двутавра в сечении, ослабленном от-
верстием, при максимально допустимой высоте балки; До — площадь поперечного
сечения исходного двутавра.
Определим максимально допустимую высоту развитых двутав-
ров Н, изготовленных из прокатных двутавровых балок:
а)	из условия технологии резки двутавра
Ях = 2 (/ix — /х — 30),
где h — высота двутавровой балки по сортаменту, мм; tt— толщина полки, мм;
30 мм — минимально допустимое расстояние от внутренней грани полки двутавра
до линии реза, обусловленное размещением головки резака;
б)	из условия устойчивости стенкй двутавра
Н2 = at + 2	+ г),
где t — толщина стенки двутавра, мм; г — радиус сопряжения стеики двутавра с
полкой в мм, а—безразмерная величина: для стали с расчетным сопротивлением
по пределу текучести 270 МПа (2750 кгс/см2) а—69; для стали с расчетным
сопротивлением по пределу текучести 240 МПа (2450 кгс/см2) а=73.
Высота развития двутавра принимается по минимальному из
полученных значений Н\ и Н2.
В табл. 4.2 приведены значения максимально допустимых
высот развития двутавровых балок по ГОСТ 8239—72 из стали
ВСт. Зпсб-1 по ТУ 14-1-3023-80. Для профилей № 10—27 решаю-
щим фактором, от которого зависит высота развития балки, яв-
87
ляется условие «а» (технология резки); для профилей № 30 ус-
ловия «а» и «б» совпадают; для профилей № 33—60 решающим
является условие «б» (устойчивость). Аналогичным способом мо-
жет быть определена максимально допустимая высота развитых
балок любого сортамента для сталей с любым расчетным сопро-
тивлением. При этом величину а находят по формуле
а = 2,5 /ЩГ,
где Е — модуль упругости стали, МПа (кгс/см2); Ry — расчетное сопротивление
стали растяжению, сжатию, изгибу по пределу текучести, МПа (кгс/см2).
4.2. Максимальная высота развитых двутавровых балок
№ профиля	Принято по сортаменту, мм				н,	Н,	н
	h	t	/1	г			
I. Из балок по ГОСТ 8239—72 (сталь с расчетным сопротивлением по пределу
текучести 240 МПа (2450 кгс/см2))
10	100	4,5	7,2	7,0	125,6	356,9	120
12	120	4,8	7,3	7,5	165,4	380,0	160
14	140	4,9	7,5	8,0	205,0	388,7	200
16	160	5,0	7,8	8,5	244,4	397,6	240
18	180	5,1	8,1	9,0	283,8	406,5	280
20	200	5,2	8,4	9,5	*323,2	415,4	320
22	220	5,4	8,7	10,0	462,6	431,6	360
24	240	5,6	9,5	10,5	401,0	448,8	400
27	270	6,0	9,8	11,0	460,4	979,6	460
30	300	6,5	10,2	12,0	519,6	518,5	510
33	330	7,0	11,2	13,0	577,6	559,4	550
36	360	7,5	12,3	14,0	635,4	600,1	600
40	400	8,3	13,0	15,0	714,0	663,5	660
45	450	9,0	14,2	16,0	811,6	708,4	708
50	500	10,0	15,2	17,0	909,6	796,4	796
55	550	11,0	16,5	18,0'	1007,0	874,2	874
60	600	12,0	17,8	20,0	1104,4	954,0	954
2. Из балок по ГОСТ 3239—72 (сталь с расчетным сопротивлением по пределу
текучести 270 МПа (2750 кгс/см2))
10	100	4,5	7,2	7,0	125,6	356,9	120
12	120	4,8	7,3	7,5	165,4	380,0	160
14	140	4,9	7,5	8,0	205,0	388,7	200
16	160	5,0	7,8	8,5	244,4	397,6	240
18	180	5,1	8,1	9,0	283,8	406,5	280
20	200	5,2	8,4	9,5	323,2	415,4	320
22	220	5,4	8,7	10,0	362,6	431,6	360
24	240	5,6	9,5	10,5	401,0	448,8	400
27	270	6,0	9,8	и,о	460,0	455,6	455
30	300	6,5	10,2	12,0	520,0	492,9	490
33	330	7,0	11,2	13,0	578,0	531,4	530
36	360	7,5	12,3	14,0	635,0	570,1	570
40	400	8,3	13,0	15,0	714,0	628,7	630
45	450	9,0	14,2	16,0	812,0	681,4	680
50	500	10,0	15,2	17,0	910,0	754,4	750
55	550	11,0	16,5	18,0	828,0	1007,0	820‘
60	600	12,0	17,3	20,0	903,6	1104,0	900
88
Продолжение табл. 4.2.
№ профиля	Принято по сортаменту, мм				Hl	Н2	н
	h	t	tx	г			
3. Из балок по ТУ-14-2-24-72, группа Б (сталь с расчетным сопротивлением па
пределу текучести 270 МПа (кгс(смг))
20Б*	194	4,5	5,6	11	316,8	343,7	310
20Б1	198	5,2	7,6	11	320,8	396,0	320
20Б2	200	5,2	8,6	И	322,8	398,0	320
20БЗ	202	5,6	9,6	11	324,8	427,6	325
23Б*	224	4,8	6,0	12	376,0	367,2	365
23Б1	227,8	5,4	7,9	12	379,8	412,4	380
23Б2	230	5,4	9,0	12	382,0	414,6	380
23БЗ	232	5,8	10,2	12	384,4	444,6	380’
26Б*	253,4	5,1	6,4	13	434,0	390,7	390
26Б1	257,6	5,6	8,5	13	454,0	429,0	430
26Б2	260	5,6	9,7	13	440,0	431,8	430
26БЗ	262,2	6,1	10,8	13	443,0	468,5	440
ЗОБ*	294,2	6,8	6,8	13	515,0	508,8	510
30Б1	297,6	8,5	8,5	13	518,0	629,5	518
ЗОБ2	300	9,7	9,7	13	521	714,7	520
ЗОБЗ	302,2	10,8	10,8	13	523	788,8	520
4. Из балок по ТУ 14-2-24-72, группа Ш (сталь с расчетным сопротивлением па
		пределу текучести 270 МПа (2750 кгс/см'2'))					
20Ш*	189,4	5,0	7,3	13	304	385,6	300
20Ш1	191,8	5,8	8,5	13	307	443,2	305
20Ш2	194	5,8	9,6	13	309	445,4	310
23Ш*	216,6	5,5	7,3	14	359	379,5	360
23Ш1	221	6,3	9,5	14	363	481,7	360
23Ш2	224	6,5	11,0	14	366	498,5	365
26Ш*	247,4	6,0	8,5	16	417,8	463,0	415
26Ш1	250,8	6,8	10,2	16	421,2	521,6	420
26Ш2	253,8	7,1	11,6	16	424	545,1	420'
Прпмечаяие. Условные обозначения: h — высота профиля по сортаменту; / — тол-
щина стенки; /1—толщина полки; г — радиус сопряжения стенки с полкой; Н\ и Н2 — высота
развитого двутавра из условии соответственно технологии резки и условия прочности: Н —
высота развитого двутавра, принимается для проектирования.
Представим зависимость IFp—Аб графически (рис. 4.1). Эко-
номичность профилей, работающих преимущественно на изгиб,
оценивается путем сравнения сортаментных кривых. Выгодность
нового сортамента характеризуется отношением площади, заклю-
ченной между кривыми 2 (новый сортамент) и 1 (существующий
сортамент), к площади, органиченной сортаментной кривой 1 и
осью А.
На рис. 4.1 изображены три сортаментные кривые двутавровых
балок. В качестве исходного двутавра (кривые 2, 3) приняты бал-
ки по ГОСТ 8239—72. Площадь, заключенная между кривыми 2 и
3, определяет семейство сортаментных кривых, характеризующих
развитые двутавры при изменении высоты отверстия в стенке от
максимума (кривая 2) до 0 (кривая 3). Отношение площади между
кривыми 1 и 2 к площади, ограниченной кривой 1 и осью А, ха-
89
рактеризует выгодность применения развитых двутавров постоян-
ного сечения. Это соотношение составляет 22 %. Соотношение пло-
щадей между кривыми 1,3 и кривой 1 и осью А составляет 43 %,
что подтверждает высокую эффективность развитых двутавров пе-
ременного сечения при работе на изгиб.
/ — сталь марки ВСтЗпсб-1 по ТУ 14-1-3023-80 (ВСтЗпсб — по ГОСТ 380—71 *);
II— сталь марки ВСтЗпсб-2 по ТУ 14-1-3023-80; I — стандартные двутавг
ровые балки; 2—развитые двутавры постоянного сечения со сквозной
стенкой; 3 — развитые двутавры переменного сечения со сплошной стенкой
90
В табл. 4,3 приведены данные по возможной замене двутавро-
вых балок (ГОСТ 8239—72) двутаврами Б с параллельными гра-
нями полок (ТУ 14-2-24-72). По мнению автора, для зданий сельско-
хозяйственного назначения указанной заменой конструкций не до-
стигается основное потребительское требование — сокращение
металлоемкости (исходя из потребности в конкретных профилях и
4.3. Замена двутавровых балок по ГОСТ 8239—72 двутаврами Б по ТУ 14-2-24-72
Двутавровые балки				Двутавры Б				™х/™х	G6 /0
Номер	Масса, кг/м	Пло- щадь, см2	Wx’ СМ3	Номер	Масса, кг/м	Пло- щадь., см2	СМ3		
16	15,9	20,2	109,0	20Б*	16,0	20,4	134,0	1,23	1,01
18	18,4	23,4	143,0	23Б*	19,3	24,5	185,0	1,29	1,05
20	21	26,9	184,0	23Б*	19,3	24,5	185,0	1,01	0,92
22	24	30,6	232,0	23Б1	. 23,6	30,1	234,0	1,01	0,98
24	27,3	34,8	289,0	26Б1	27,7	35,3	312,0	1,08	1,01
27	31,5	40,2	371,9	30Б1	32,6	41,5	424,0	1,14	1,03
30	36,5	46,5	472,0	30Б2	35,2	44,9	471,0	1,00	0,97
33	42,2	53,8	597,0	35Б2	42,4	54,0	663,0	1,11	1,00
36	48,6	61,9	743,0	40Б1	47,2	60,1	799,0	1,08	0,97
40	57,0	72,6	953,0	45Б1	58,5	74,6	1110,0	1,16	1,03
45	66,5	84,7	1231,0	45Б2	65,0	82,8	1280,0	1,04	0,98
50	78,5	100,0	1589,0	50Б2	79,0	101,0	1720,0	1,08	1,01
55	92,6	118,0	2035,0	55Б2	94,4	120,0	2260,0	1.П	1,02
60	108,0	138,0	2560,0	60Б1	103,0	131,0	2610,0	1,02	0,95
соотношения объемов их применения). Кроме того, выпуск неко-
торых двутавров с параллельными гранями полок из числа приве-
денных в табл. 4.3 в качестве заменяющих еще не освоен.
При совершенствовании конструктивной формы профиля дву-
тавровых балок некоторые авторы считают необходимым учиты-
вать действительное распределение упругих деформаций и рабочих
напряжений в сечении балки, не применяя упрощенные критерии
оценок, связанные с использованием момента сопротивления про-
филя [20]. Практически это выражается в перемещении части ме-
талла из менее загруженных рабочими напряжениями участков на
участки, воспринимающие наиболее значительные деформации и
суммарные напряжения. При этом двутавровый профиль приобре-
тает асимметричное (относительно оси X) сечение со стенкой пере-
менной толщины (в сжатой зоне — толще, в растянутой — тоньше).
Форму, близкую к предлагаемой, могут иметь развитые двутав-
ры, верхняя и нижняя полки которых образованы из разных номе-
ров двутавровых балок действующего сортамента. При этом не
требуется изменять оборудование прокатных станов.
4.2.	СРАВНИТЕЛЬНАЯ ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ
ОЦЕНКА СТАЛЬНЫХ РАМ ИЗ РАЗВИТЫХ
ДВУТАВРОВ ПЕРЕМЕННОГО СЕЧЕНИЯ
Проведенные исследовательские работы в области изыскания
путей дальнейшего совершенствования стальных конструкций
[15, 17] дают основание сделать вывод о возможности их корен-
91
4.4. Технико-экономическое сравнение конструктивных схем полносборных сель
№ схемы	Эскиз	Бетон, см	Расход Цемент, кг	
1
2
9,96(100)	32,55(100)
8,55(100)	31,23(100)
1,60(16)	4,56(14)
1,86(22)	5,32(17)
3
Шаг 3,0 м
ШавЗ.Ом
1,14(11)	3,03(9)
1,22(14)	3,24(10)
4
Шагб.Ом
Шаг 6,0м
9,35(94)	30,54(94)
7,92(93)	29,24(94)
92
скохозяйственных зданий (на 1 м2 площади пола)
материалов		Масса, кг	Стоимость «в деле», руб.	Приведенные затраты, руб.	Трудоемкость монтажа, чел-ч
	Сталь, приведен- ная к классу A-I, с учетом металла на формы, кг				
16,24(100)	251,11(100)	15,27(100)	17,38(100)	1,12(100)
13,66(100)	212(100)	13,87(100)	15,88(100)	1,07(100)
17,00(105)
17,67(129)
95,42(38)
101(48)
13,80(90)
14,32(103)
16,72(96)
17,33(109)
0,65(58)
0,67(63)
14,13(87)
15,58(92)
82,07(33)
81,0(38)
12,39(81)
12,22(88)
15,04(87)
14,72(93)
0,55(49)
0,54(50)
15,75(97)	236,03(94)	14,74(97)	16,71(96)	1,12(100)
13,11 (96)	198(93)	13,32(96)	15,20(96)	1,07(100)
93
Расход
№
схемы
Эскиз
Бетон, см
I
I
Цемент, кг !
3,68(43)	__17,05(52)
4,82(48)	13,66(44)
Примечания: 1. Схема 1: каркас с использованием сборных железобетонных рам
по шифру 3027-3-77.
Схема 2: каркас с применением типовых металлических конструкций покрытий по се-
серин 1.812-1-1. В качестве ограждающих конструкций покрытия приняты асбестоцементные
Схема 3: каркас в виде стальных рам из развитых двутавров переменного сечения,
железобетонные сван по шифру 3027-3-77.
Схема 4: каркас с применением зональных сборных железобетонных рам по шифру
к применению в Украинской ССР. Плиты покрытия — по серии 1.865.1-4/80; фундаменты —
Схема 5: Каркас с применением зональных сборных железобетонных рам по шифру
ментные плиты по серин 1.865-6, в.1, уложенное по железобетонным прогонам, шифр
2. В числителе приведены показатели для зданий пролетом 18 м, в знаменателе — для
3. В скобках — % к схеме 1.
ного облегчения за счет создания новых эффективных конструк-
тивных форм, использования дифференцированного проката, по-
вышенных расчетных! сопротивлений сталей, рекомендованных
новыми строительными нормами и правилами на металлические
конструкции (СНиП 11-23-81), и совершенствования расчета и кон-
струирования. Так, только за счет изменения конструктивной фор-
мы поперечника здания сельскохозяйственного назначения путем
замены треугольной стальной фермы пролетом 18 м, устанавливае-
мой на железобетонные колонны, рамой из развитых двутавров
переменного сечения (разработки института Укрколхозпроект,
1971 г.) расход металла на 1 м* 2 3 площади пола, приведенный к ста-
ли класса A-I, снизился на 9 %. Расчет такой же стальной рамы
пролетом 18 м по методике оптимального проектирования с исполь-
зованием дифференцированного проката (с учетом требований
СНиП 11-23-81) позволил снизить расход металла дополнительно
на 29 %.
Для комплексной оценки эффективности замены железобетон-
ных конструкций стальными каркасами в сочетании с легкими ог-
раждениями рассмотрим конструктивные схемы зданий сельско-
хозяйственного назначения, применяемые в типовых проектах и в
зональных решениях, имеющих наиболее массовое применение при
строительстве в Украинской ССР.
94
Продолжение табл. 44
материалов	Масса, кг	Стоимость «в деле», руб.	Приведенные затраты, руб.	Трудоемкость монтажа, чел-ч
Сталь, приведен- ная к классуА-1, с учетом металла на формы, кг				
12,37(76)	160,83(64)	13,79(90)	J5,88_(91]_	0,69(62)
10,00(73)	132(62)	12,45(90)	15?24(96)	0,64(60)
по типовой серии 1.822-2; железобетонные плиты по серии 1.865.1-4/80; пирамидальные сваи
рии 1.860-5; железобетонные колонны по серии 1.823-1 в.1; железобетонные фундаменты по
плиты по серии 1.865-6, в. 1.
шифр 1.800-РМ, асбестоцементные плиты покрытия по серин 1.865-6, в. 1, пирамидальные
1.800-РЖУ, разработанных институтом Укрколхозпроект и рекомендованных Госстроем СССР
пирамидальные сваи по шифру 3027-3-77.
1 ЗОо'пЖт' Фуидаменты — пирамидальные сваи по шифру 3027-3-77; покрытие — асбестоце-
зданий пролетом 21 м.
Сравнение элементов каркаса без учета соответствующих им
элементов покрытия, связей и фундаментов не позволяет опреде-
лить фактическую технико-экономическую эффективность конст-
руктивных решений. Рассмотрим технико-экономический анализ
вариантов конструктивных решений сельскохозяйственных произ-
водственных зданий, выполненный в институте Укрколхозпроект
в соответствии с «Инструкцией по определению экономической эф-
фективности использования в строительстве новой техники, изобре-
тений и рационализаторских предложений» (СН 509-78), а также
с «Методическими рекомендациями по технико-экономической эф-
фективности применения конструкций для сельскохозяйственных
зданий и сооружений с учетом региональных условий» (НИИЭС
Госстроя СССР).
Сравниваемые варианты конструктивных решений (табл. 4.4)
рассчитаны под нагрузки, соответствующие второму снеговому
району, и сопоставимы по назначению и объемно-планировочному
решению.
При сопоставлении не учитывались затраты на устройство кров-
ли, поскольку эта конструкция одинакова во всех конструктивных
схемах, а также не учитывались стеновые ограждения, полы и т. п'.,
так как они не влияют на расход материалов, связанный с несу-
щей способностью каркаса здания.
95
Технико-экономическая оценка вариантов конструктивных ре-
шений произведена поэлиментно на конструктивную ячейку 21ХЗм
(для вариантов с применением металлических конструкций) и
21X6 м (для железобетонных вариантов).
Показатели отнесены на основную расчетную единицу измере-
ния — 1 м2 площади пола конструктивной ячейки.
В расчетах учтены капиталовложения в производственную базу
по изготовлению конструкций. .Нормативы удельных капвложений
в производственную базу приняты в соответствии с «Руководством
по определению экономической эффективности повышения качест-
ва и долговечности строительных конструкций» (НИИЖБ Госст-
роя СССР, 1981 г.). Капиталовложения в основные фонды строи-
тельных организаций не учитывались, так как в сравниваемых ва-
риантах эта величина будет незначительной и ею можно
пренебречь.
Себестоимость конструкций франко-строительная площадка оп-
ределялась расчетным путем по соответствующим прейскурантам.
Транспортные расходы определялись по ценнику № 3 сметных
цен на перевозку грузов для строительства, ч. 1, с учетом среднего
радиуса перевозки автомобильным транспортом, равным 100 км.
Заготовительно-складские расходы приняты в размере 2 % от
стоимости конструкций для всех видов, кроме металлоконструкций
(металлоконструкции — 0,75 %) •
В связи с тем что сравниваемые варианты конструктивных ре-
шений различны по долговечности и эксплуатационным качествам,
в расчете учтены сроки службы конструкций и эксплуатационные
затраты. Ориентировочные сроки службы конструкций и нормы
эксплуатационных расходов для конструктивных элементов во
влажностно-агрессивной среде приняты по рекомендациям НИИЭС
Госстроя СССР [1]. В условиях влажностно-агрессивной среды
предусмотрено антикоррозионное покрытие металлических конст-
рукций органосиликатным материалом ВН-301. На основании ре-
зультатов технико-экономических расчетов, приведенных в табл.
4.4, можно сделать следующие выводы об эффективности при-
менения легких конструктивных схем с использованием стальных
рам из развитых двутавров переменного сечения:
1.	По сравнению с типовым решением из железобетонных рам
и железобетонных плит (схема 1):
расход цемента снижен в 10—10,7 раза (28—29,52 кг/м2);
расход стали, приведенной к классу А-1 с учетом расхода ме-
талла на формы, снижен на 8—13 % (1,08—2,11 кг/м2);
масса каркаса здания уменьшена в 3 раза;
стоимость «в деле» снижена на 12—19 % (1,65—2,88 руб./м2);
приведенные затраты сокращены на	7—13 % (1,16—
2,34 руб./м2);
трудоемкость монтажа снижается в 3 раза.
1 В расчет может быть заложен и другой, более дешевый и менее дефицит-
ный материал в соответствии с рекомендациями СНиП 11-20-73* «Защита строи-
тельных конструкций от коррозии».
96
2.	По сравнению с типовым решением каркаса здания с метал-
лическими фермами (схема 2) снижается:
расход цемента — на 34—39 % (1,53—2,08 кг/м2);
расход стали, приведенной к классу A-I — на 17—29 % (2,87—
5,09 кг/м2);
стоимость «в деле» — на 10—15 % (1,41—2,10 руб./м2);
приведенные затраты — на 10—16% (1,68—2,61 руб./м2);
трудоемкость монтажа — на 15—19 % (0,10—0,13 чел.-ч/м2).
3.	По сравнению с каркасом здания на основе зональных желе-
зобетонных рам типа РЖУ экономический эффект зависит от при-
меняемого типа покрытия. Так, при покрытии из железобетонных
плит (схема 4) расход металла выше, чем в схеме 3, на 4—10 %
(0,53—1,62 кг/м2), при облегченном покрытии из асбестоцементных
плит по железобетонным прогонам (схема 5) расход металла ни-
же, чем в схеме 3, на 12—20 % (1,76—2,58 кг/м2). Однако расход
цемента при обоих вариантах покрытий выше, чем в схеме 3 в
5—10 раз, в результате в зданиях с каркасом из металлических рам
стоимость «в деле» ниже на 2—16 % (0,23—2,35 руб./м2), приве-
денные затраты ниже на 3—10 % (0,48—1,67 руб./м2). Кроме того,
снижается масса здания в 1,5—3 раза и трудоемкость монтажа на
19—51 % (0,13-0,57 чел.-ч./м2).
4.3.	ПЕРСПЕКТИВНЫЕ ВАРИАНТЫ ПРОЕКТОВ
С ПРИМЕНЕНИЕМ СТАЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ
СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ЗДАНИЙ
Конструктивный вариант типового проекта ТП 801-322 «Четы-
рехрядный коровник на 200 голов» разработан в 1983 г. Днепропет-
ровским филиалом института Укрколхозпроект по разрешению
Главсельстройпроекта МСХ СССР в соответствии с заданием
Укрмежколхозстроя.
Технологическая часть соответствует типовому проекту, т. е.:
содержание коров принято в стойлах на привязи, стойла распола-
гаются в четыре продольных ряда.
Коровник предназначен для строительства на молочно-товар-
ных фермах в проектно-строительной зоне с расчетной зимней тем-
пературой —21 °C, нормативной снеговой и ветровой нагрузкой
соответственно 0,70 кПа и 0,45 кПа.
Здание коровника запроектировано в полносборном варианте с
применением легких несущих и ограждающих конструкций (рис.
4.2). Размеры здания на осях 21X78 м. У одной из поперечных
стен здания выполняется пристройка размерами в плане 6x6 м.
В качестве каркаса использованы трехшарнирные составные рамы
из развитых двутавров переменного сечения пролетом 21 м марки
РМ 21-1 (22/24). Рамы установлены на железобетонные пирами-
дальные сваи с шагом 3 м. Для предохранения нижней части ме-
таллической рамы от стоков опорная плита рамы поднята над
уровнем пола на 0,1 м.
7 4-1580
97
Продольные стены выполняются из трехслойных асбестоцемент-
ных панелей на деревянном каркасе с полужестким минераловат-
ным утеплителем по серии 1.832-7. Панели с наружной и внутрен-
ней сторон обшиты плоскими асбестоцементными листами. Для
предотвращения замокания асбестоцементных панелей от дождя и
снега они подняты над уровнем земли на 0,4 м (0,2 м от уровня по-
ла) и установлены на трехслойные железобетонные цокольные па-
4.2. Четырехрядный коровник на 200 голов (конструктивный вариант ТП
801-322 с каркасом из трехшарнирных металлических рам)
нели серии 1.817.1-1. Торцевые стены здания выполняются из круп-
ных кирпичных блоков.
Покрытие здания выполнено из асбестоцементных плит на дере-
вянном каркасе с полужестким минераловатным утеплителем по
серии 1.865-6. Панели покрытия имеют длину 3 м; со стороны по-
мещения они обшиты плоскими асбестоцементными листами. По
верху панелей устраивается кровля из волнистых асбестоцемент-
ных листов.
Вентиляция помещения и кровли осуществляется через сборный
98
вентиляционный блок, устанавливаемый в коньке вдоль всего зда-
ния. Полости, через которые в вентиляционный конек попадает
теплый воздух из помещения и холодный воздух из кровли, разде-
лены утепленной перегородкой для предотвращения выпадания
конденсированной влаги.
Пространственная жесткость каркаса обеспечивается попереч-
ными горизонтальными связевыми блоками, установленными во-
вторых от торцов здания пролетах и по середине здания, системой
распорок, соединяющих карнизные и коньковые узлы рам, и растя-
жек, установленных между рядами распорок с шагом 3 м. В плос-
кости стены в среднем пролете установлены крестовые вертикаль-
ные связи.
Для сравнения технико-экономических показателей конструк-
тивного варианта ТП № 801-322, в котором применены особо легкие
стальные и асбестоцементные ограждающие конструкции, с ТП
№ 801-2-8, выполненном в сборном железобетоне и имеющем наи-
более массовое применение при строительстве в колхозах, показа-
тели ТП 801-2-8 приведены к сопоставимым условиям по массе сне-
гового покрова (для II района СССР) и расчетной зимней темпе-
ратуре (—21 °C). Из табл. 4.5 видно, что замена полносборных
4.5. Сравнительные технико-экономические показатели конструктивного варианта
ТП-801-322 с каркасом из металлических трехшарнирных рам и ТП 801-2-8
Показатель	Единица измерейия	Конструктивный вариант	
		ТП 801-322	ТП 801-2-8
Строительный объем Площадь:	м3	6537,0	8481,2
застройки	м2	1724,6	1727,5
полезная	м2	1648,7	1644,6
основного назначения Расход материалов: Цемент:	м2	1464,7	1447,3
всего	т	101,37	177,37
приведенного к М 400 Сталь:	т	98,19	179,68
всего	*г	32,14	38,05
приведенной к классу A-I	т	36,83	46,61
Сборный железобетон	м3	114,19	400,57
В том числе легкий бетой Лесоматериалы, приведенные к круглому	м3	—	160,99
лесу	м3	116,13	85,97
Кирпич Сметная стоимость:	тыс. шт.	60,9	38,96
общая	тыс. руб.	92,14	93,79
строительно-монтажных работ	тыс. руб.	89,03	91,88
оборудования	тыс. руб.	3,11	1,91
1 м2 полезной площади	руб.	55,89	55,89
1 головоместа	руб.	460,70	469,0
Трудоемкость возведения Эксплуатационные показатели:	чел.-дней	1924	2654
расход воды	м3/сут	13,83	13,76
расход тепла	ккал/ч	127 057	130 885
99
железобетонных конструкций шатра здания соответствующими им
по назначению легкими конструкциями позволяет достичь экономия
основных строительных материалов (сталь, цемент), снижения
сметной стоимости и трудоемкости возведения.
Институтом Укрколхозпроект разработаны технические реше-
ния конструктивных вариантов типовых проектов 805-314 «Птич-
ник на 16,0 тыс. кур родительского стада в клеточных батареях
КБР-2» (рис. 4.3) и 803-2-4 «Овчарня для содержания 1 тыс. (или
835) племенных маток с ягнятами» (рис. 4.4). Оба здания имеют
g______________то______________Ч
<§	ъ
4.3. Птичник на 16 тыс. кур родительского стада в клеточных батареях КБР-2
(конструктивный вариант ТП 805-315)
ширину 18 м. Предложенные конструктивные решения этих про-
ектов аналогичны решениям, принятым в конструктивном вариан-
те ТП 801-322.
Показатели технико-экономической эффективности замены же-
лезобетонных конструкций, примененных в указанных проектах,
особо легкими стальными в сочетании с ограждающими асбесто-
цементными приведены в табл. 4.6. Следует отметить, что на Укра-
ине уже имеется положительный опыт эксплуатации овцеводческо-
го здания в колхозе «Переможець» (Винницкая обл.) с каркасом
в виде стальных рам из развитых двутавров переменного сечения.
Конструкция стальной рамы пролетом 18 м была разработана
институтом Укрколхозпроект в 1975 г. Строительство овчарни
осуществлено Винницким облмежколхозстроем. Здание эксплуати-
руется с 1977 г. по настоящее время. Несущие стальные и ограж-
дающие конструкции в виде асбестоцементных плит покрытий
(АКД) и асбестоцементных стеновых панелей (АСД) находятся в
хорошем состоянии.
Как уже отмечалось, применение стальных конструкций в сель-
скохозяйственных отапливаемых зданиях разрешается при относи-
100
тельной влажности воздуха внутри помещений до 75 %. Для рас-
ширен я области рационального применения стальных конструк;
ций в сельскохозяйственном строительстве автором предложена
новая конструктивная схема здания с использованием рамного
стального каркаса при относительной влажности воздуха внутри
помещений более 75 %. Надежность металлоконструкций достига-
ется тем, что рама отделена от агрессивной среды помещения
ограждающими конструкциями, при этом ригель рамы заключен в
образованную подвесным потолком и кровлей полость, которая
активно вентилируется.
По предложенной схеме на территории Ракитнянского завода
КБ И Киевского облмежколхозстроя в 1977 г. смонтирован фраг-
мент сельскохозяйственного здания. В 1983 г. институтом Укркол-
хозпроект совместно с экспериментальным проектно-конструктор-
ским бюро «Стройпластик» и Запорожским филиалом Укрколхоз-
проекта разработан проект здания для содержания 720 телят в
возрасте от 2 до 4 мес. Проект предназначен для строительства в
I климатическом районе (расчетная зимняя температура наружно-
го воздуха —23 °C; нормативный скоростной напор ветра
—450 Па; нормативная поверхностная нагрузка снегового покро-
ва —50 Па). Здание одноэтажное прямоугольной формы в плане
размером в осях 84X21 м (рис. 4.5).
Полный несущий каркас здания выполнен в виде трехшарнир-
ных стальных рам пролетом 21 м из развитых по высоте двутав-
ровых балок переменного сечения, шаг рам 3 м. Рама разработана
в двух вариантах.
101
4.6. Основные технико-экономические показатели конструктивных вариантов сель-
скохозяйственных зданий шириной 18 м
Вариант	Конструктивное решение здания	Расход материалов			Масса, т	Стоимость «в деле», тыс. руб. 		Трудоемкость монтажа, чел.- дней
		Бетон, м3	Цемент, т	Сталь, при- I веденная	! к классу A-I, т			
ТП 803-2-4	Фундаменты — пирами-
«Овчарня для	дальные сваи
содержания	Каркас — сборные желе-
1 тыс. (или	зобетонные рамы серии
835) племенных	1.822-2, вып. 3
маток с ягня-	Стены — керамзитобетон-
тами»	ные панели серии 1.832-6 Покрытие — сборные же- лезобетонные плиты се- рии 1.865-4
Конструктив-	Фундаменты — пирами-
ный вариант	дальные сваи
ТП 803-2-4	Каркас — трехшарнирные металлические рамы из двутавров переменного по длине сечения, шифр 1.800-РМ Стены — асбестоцемент- ные панели на деревян- ном каркасе (ПСАД) се- рии 1.832-7
193,46 70,83 28,8 9 480,8 31,46 356,0
0,085 0,030 0,013 0,212 0,014 0,157
Покрытие — совмещен-
ное, асбестоцементные
волнистые листы по пли-
там с деревянным карка-
сом серии 1.865-6
Экономический эффект от замены желе-
зобетонных конструкций легкими метал-
27,67_ 7,35 28,19 183,7 27,71_ 179,6
0,012 0,003 0,012 0,081 0,012 0,079
165,79 63,48 0,70 297,1 3,75 176,4
0,079 0,027 0,001 0,131 0,020 0,078
локонструкциями
То же, %
ТП 805-314 Фундаменты — железо-
«Птичник на бетонные башмаки серии
14,5 тыс. кур 1.812.1-1
родительского Каркас — безраскосные
стада в клеточ- фермы серии 1.063.1-1,
ных батареях железобетонные колонны
КБР-2»	серии 1.823-1
Стены — легкобетонные
панели серии 1.832.1-9
Покрытие — железобе-
85	89	2	62	12	49
141,52 55,92 25,49 352,5 25,47 248,3
0,082 0,032 0,015 0,204 0,015 0,143
Конструктив-
ный вариант
ТП 805-315
тонные плиты серии
1.865-4/80
Фундаменты — пирами-
дальные сваи
Каркас — трехшарнир-
ные металлические рамы
из двутавров переменно-
го по длине сечения по
шифру 1.800-РМ
Стены — асбестоцемент-
ные панели на деревян-
21,08 5,60 21,48 140,0 21,12 148,6
0,012 0,003 0,012 0,080 0,012 0,086
102
Вариант	Конструктивное решение здания	Расход материалов			я и и	X о А АО О gS~ 5 Kf •	доемкость (тажа, чел.- й
		гон, м3	мент, т !	1ЛЬ, при- енная лассу			
					я	0^0	
	-				а	г-	। О eq	S	Л « О ¥ н	сх о X
ном каркасе (ПСАД) се-
рии 1.832-7
Покрытие — совмещен-
ные асбестоцементные
волнистые листы по пли-
там с деревянным карка-
сом серии 1.865-6
Экономический эффект от замены желе- 120,44 50,32 4,01 212,5 4,35 99,7
зобетонных конструкций легкими метал- 0,070 о^29~ оЪоГ 0Л 24 отз" Q057-
локонструкцнями	’	’	’	’
То же, %	85	90	16	60	17	40
Примечания: 1. Технико-экономические показатели определены в соответствии
с «Методическими рекомендациями по технико-экономической оценке эффективности приме-
нения конструкций для сельскохозяйственных зданий и сооружений с учетом региональных
условий» (НИИЭС Госстроя СССР). 2. Показатели по конструктивным решениям здания
даны: в числителе — на здание, в знаменателе — на 1 м2 площади пола. 3. Стеновые ограж-
дения, ие влияющие на несущую способность каркаса, в расчете технико-экономических
показателей не учитывались.
Вариант 1: элементы рамы выполняются из двутавровых балок
№ 24 по ГОСТ 8239—72. Ригель и стойки переменного сечения со
сплошной стенкой. Соединение ригеля со стойкой выполняется с
помощью «замка» и болтов нормальной точности (см. табл. 2.2).
Коньковый узел соединения полуригелей и опирание стоек выпол-
нены в виде шарниров (см. рис. 2.11).
Вариант 2: элементы рамы выполняются из двутавра 26Б1 по
ТУ 14-2-24-72. Соединение ригеля со стойкой и опорная часть рамы
аналогичны принятым для рамы РМ-21-1.
В обоих вариантах грань стоек, обращенная к помещению, вер-
тикальна. Фундаменты под металлические рамы приняты в виде
железобетонных забивных пирамидальных свай; под торцовые сте-
ны, выполняемые из кирпичных блоков,— ленточные бетонные.
На сваи укладываются керамзитобетонные фундаментные балки,
на которые, в свою очередь, устанавливаются трехслойные цельно-
прессованные стеклопластиковые панели марки ПСЦФУ 80-1.
Стеновые панели крепятся к внутренней по отношению к помеще-
нию грани стоек.
Подвесной потолок из мягких утепленных оболочек ОМУ под-
вешивается к нижнему поясу ригеля рамы и повторяет его ломаное
очертание. Кровля выполнена из асбестоцементных листов унифи-
цированного профиля, укладываемых по деревянным прогонам.
Здание безоконное. Естественное освещение основного помеще-
ния осуществляется через зенитные световые фонари, состоящие из
стеклопластиковых светопропускающих куполов и полносборных
стеклоцементных стаканов. Вдоль всего конька здания устраива-
ется утепленная вытяжная шахта, внутренняя полость которой
103
разделена на три зоны: центральную, ограниченную двумя утеп-
ленными панелями,— для вентиляции помещения; две боковые, ог-
раниченные утепленной панелью и листовым стеклопластиком,
изогнутым при установке в рабочее положение,— для вентиляции
пространства, в котором находится ригель рамы. Кровля выполня-
ется из асбестоцементных волнистых листов по деревянным прого-
нам (шаг прогона 1,5 м).
4.5. Здание для содержания 720 телят в возрасте от 2 до 4 мес.
Для обеспечения пространственной жесткости каркаса здания
предусмотрена система горизонтальных и вертикальных связей.
Горизонтальные связи состоят из металлической полураскосной
решетки, устанавливаемой по торцам и в середине температурного
отсека, и деревянных прогонов. Вертикальные связи — из метал-
лической крестовой решетки, устанавливаемой по середине темпе-
ратурного отсека.
Технико-экономические показатели конструктивного варианта
здания телятника на 720 голов:
Строительный объем, м3 .................................... 5950
Площадь застройки, м2....................................1860
Расход материалов:
цемент, т.............................................115,8
сталь, т..............................................32,12
сборный железобетон, м3...............................115,6
лесоматериалы, м3.....................................60,4
Сметная стоимость, тыс. руб.:
общая...................................................140,12
строительно-монтажных работ.............................131,07
технологического оборудования.........................9,78
С целью внедрения легких стальных конструкций при строи-
тельстве сельскохозяйственных производственных зданий проле-
104
том 18 и 21 м институтами Укрниигипросельхоз и Укрколхозпроект
разработана соответствующая номенклатура проектов, которая в
1981 г. была утверждена Госстроем УССР.
Отделом унификации строительных конструкций Укрколхозпро-
екта и кафедрой металлических и деревопластмассовых конструк-
ций КИСИ в 1983 г. были начаты проработки конструктивных ре-
шений зданий пролетом 12 м с каркасом в виде стальных рам из
развитых двутавров переменного сечения. Работы велись в плане
4.7. Технико-экономические показатели для сравиеиия конструктивных схем сель-
скохозяйственных производственных зданий пролетом 12 м
Конструктивная схема здания	Расход материалов на 1 м2 площади пола			
	Бетон, КГ	Це- мент, кг	Сталь, приведен- ная! к классу А-Ic, кг	Масса, кг
Металлическая рама пролетом 12 м с покрытием из ОМУ	—	—	10,72	11 Металлическая рама пролетом 12 м с покрытием плитами типа ПАД	—	—	12,81	13 Железобетонная рама серии 1.822-2 железобетон- ные плиты покрытия	7,17	27,38	11,96	180 Железобетонная рама типа РЖУ и плиты покры- тия ПАД по прогонам	3,33	13,64	10,33	82 Арочно-пленочное покрытие зданий пролетом 12 м —	—	9,96	11 Примечание. В расходе металла учтены затраты его на связи, крепежные элемен- ты н формы.				
поискового проектирования, поскольку действующими в настоящее
время нормативными документами по проектированию запреща-
ется применение несущих стальных конструкций в зданиях сель-
скохозяйственного назначения пролетом до 18 м.
Рамы были законструированы из развитых двутавров перемен-
ного сплошного сечения, из двутавровых балок № 14 (ригель) и
№ 16 (стойка). Предусмотрены две конструктивные схемы, рассчи-
танные для условий второго снегового района: с применением под-
весного потолка из ОМУ и с применением плит покрытия ПАД.
Анализ технико-экономических показателей, приведенных в табл.
4.7, показывает, что применение стальных рам в сочетании с ог-
раждающими конструкциями из пластмасс позволяет снизить рас-
ход металла на каркас в сравнении с железобетонными конструк-
циями на 16 %;
В последние годы на Украине широкое распространение полу-
чают каркасно-пленочные здания сельскохозяйственного назначе-
ния. Проектная документация на такие здания разрабатывается
опытным проектно-конструкторским технологическим бюро «Строй-
пластик» совместно с областными филиалами института Укркол-
хозпроект. Изготовление комплектов зданий осуществляется Яго-
тинским заводом ЭПКТБ «Стройпластик».
105
Здания имеют ширину 12 м. Несущий каркас здания выполнен
из металлических бесшарнирных прутковых рам, устанавливаемых
с шагом 2 м на железобетонные фундаменты, покрытие — из ар-
мированной стеклоровингом поливинилхлоридной (ПВХ) пленки
марки С с ячейкой 30X30 мм. Пленка крепится к аркам с наруж-
ной и внутренней сторон. Авторы данного конструктивного реше-
ния предполагают, что двойное пленочное покрытие будет предо-
хранять в зимнее время от выпадения конденсата в помещении.
Для зданий, в которых по технологии не допускается попадание
прямых солнечных лучей, внутреннее пленочное покрытие изготов-
ляется из черной полиэтиленовой пленки. Торцы здания могут вы-
полняться из кирпича, асбестоцементных листов или из армирован-
ной полимерной пленки по металлическому фахверку.
В настоящее время номенклатура экспериментальных объектов
охватывает: птицеводческие здания; здания для содержания КРС,
свиней, овец; шелководни; шампиньонницы; вегетационные оран-
жереи для селекции пшеницы; склады кормов и т. п. Для примера
приведены основные технико-экономические показатели здания
каркасно-пленочной конструкции шириной 12 м для хранения
свеклы:
Площадь застройки, м2...................................960
Полезная площадь, м2 .	.....................890
Расход металла на здание, т.............................1(1177
Расход металла на 1 м2 полезной площади, кг .	.	.	.	12,1
Расход крепежного материала,	кг....................306
Расход пленки армированной на	здание, м2................1730
Трудоемкость., чел.-дней................................395
Сметная стоимость, тыс. руб.............................17,1
После экспериментальной проверки эксплуатационных и эконо-
мических показателей зданий данной конструкции номенклатура
проектов может быть расширена.
В плане совершенствования конструкции каркасно-пленочного
здания следует обратить внимание на необходимость увеличения
пролета зданий, снижение расхода стали и упрощение конструкции
стального каркаса, снижение приведенных затрат за счет повыше-
ния долговечности пленочных материалов.
Для строительства сельскохозяйственных зданий шириной 22, 24
и 27 м проектами предусмотрено применение двух- и трехпролет-
ных поперечников с использованием железобетонных балок или
сложных в изготовлении безраскосных железобетонных ферм. Из-
готовление оснастки и освоение для указанных выше целей новых
железобетонных конструкций при незначительных объемах внедре-
ния приводит к неоправданным дополнительным капиталовложе-
ниям, что при низком коэффициенте использования оснастки ска-
зывается на повышении себестоимости всей продукции заводов
ЖБИ.
Институтом Укрколхозпроект (отдел УСК) разработаны тех-
нические решения и чертежи опытных образцов сталежелезобетон-
ных рам пролетом 18,0; 22,0 и 24,0 м (рис. 4.6). В качестве стойки
комбинированной рамы предложено использовать широко приме-
106
няемые на Украине железобетонные стойки составных железобе-
тонных рам типа РЖС (шифр 1.800-РЖ), рассчитанные на вос-
приятие максимального изгибающего момента в карнизном узле
4.6. Сталежелезобетонная рама для каркасов сельскохозяйственных зданий
162—492 кН (всего 14 типов стоек). Выпуск таких стоек осущест-
вляется в большинстве областей Украинской ССР.
Полуригель рамы выполняется из развитых стальных сквозных
двутавров переменного по длине сечения. Соединение полуригеля
с железобетонной стойкой сварное. Разработаны варианты соеди-
нения ригеля и стойки иа болтах или с помощью замкового сое-
динения.
Расход металла на сталежелезобетонную раму пролетом 18 м
составляет 632 кг, при этом ригель рамы запроектирован из стали
марки ВСт.Зпсб по ГОСТ 380—71 * (двутавровая балка № 24—
по ГОСТ 8239—72). При выполнении ригеля сталежелезобетонной
рамы из стали второй категории прочности расход металла на раму
составит примерно 440 кг, т. е. по расходу металла ригель будет
соответствовать железобетонному при значительно меньшем расхо-
де цемента и сокращении трудоемкости изготовления.
Применение сборных сталежелезобетонных рам позволяет ор-
ганизовать централизованное изготовление легких стальных ри-
гелей на специализированных заводах и поставлять их в пределах
республики, не развивая при этом мощности по выпуску сложных
железобетонных изделий на каждом заводе ЖБИ.
107
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение 1. Стальные несущие конструкции для сельскохозяйственных
Марка	Серия, шифр	Эскиз
1	2	3
Ф-12
Заказ 220
ОПП-1	Объект и11“ 1	60—68	g		
		1
		
		
ДП-1
Объект
91-68
Ф-1
Объект 4218
Ф-1
АПЛ-14-6
108
производственных зданий шириной 12 м
Размеры, м		Масса изделия, кг	Расчетная нагрузка, кПа	Организация-разработчик. Год разработки. Краткая характеристика конструкции
1	h			
4	S	6	7	8
12,0	1,95	306	1,40	Донецкий завод металлоконструкций. 1966 г. Верхний пояс — из гнутых швеллеров, ниж- ний пояс и решетка — из одиночных швел- леров. Шаг ферм 6 м
10,5	0,875	313	2,66	Узгипросельстрой. 1968 г. Верхний пояс — из парных уголков, иижний пояс и решетка — из круглой стали. Шаг ферм 3 м
12,0	0,5	369	2,00	Узгипросельстрой. 1968 г. Верхний пояс — из парных уголков, нижний пояс и решетка — из круглой стали. Шаг ферм 3 м
11,7	2,89	490	2,00	Гипроиисельхоз. 1970. Верхний пояс — из парных швеллеров, ниж- ний пояс и решетка — из одиночных швел-
леров.
Шаг ферм 6 м
	Укрпроектстальконструкция. Гипроиисельхоз. 1970.
12,0	1,475 288—502 1,90—3,85	Пояса и решетка—из швеллеров. Шаг ферм 3 м (Серия отменена в 1975 г.)
	Укрииигипросельхоз. 1970 г.
12,0	,n	Пояса и раскосы — из парных уголков, стой- 1,ои	zoo	i,vu	ки — из пар1ГЫХ швеллеров. Шаг ферм 3 м
Мосгипросельстрой, ЦНИИСК им. Кучерен-
	ко. 1970 г.
12,0	Верхний пояс —из одиночных швеллеров, С2	314	2>33	иижиий пояс —из одиночных уголков, ре- шетка — из электросварных труб.
Шаг ферм 3 м
109
МФ 12-3-1 —
МФ 12-3-4
					
LZ-O-L— Ф 12-3-3	Серия 1.860-				
Ф 12-6-4 — Ф 12-6-9	1, вып. III	100	t -Ч-		100
Р-12-3
Тема
Р-12-6
1-В-3(72)
Ф-1
Объект
2-72-4/18
110
Продолжение приложения f
4	5	6
8
11,0 2,71	374	2,20	Гипроиисельхоз. 1971 г. Верхний пояс — из парных, иижиий пояс н решетка — из одиночных швеллеров. Шаг ферм 6 м
12,0 1,5	330—630 2,40—4,66 (шаг 3 м); 1,58—3,0 (шаг 6 м)	ЦНИИПроектсталькоиструкция. 1971 г. Верхний пояс — из парных горячекатаных швеллеров, остальные элементы — из оди- ночных швеллеров. Шаг ферм 3 и 6 м
12,0 1,475 264—369 1,90—3,10	Гипросельхозптицепром. 1971 г. Пояса — из одиночных уголков, решетка и затяжка — из круглой стали. Шаг фермы 3 м
12,0 1,475 400—515 1,67—3,00	Росгипросельхозстрой. 1971 г. Пояса — из швеллеров, решетка и затяж- ка — из круглой стали. Шаг ферм 3 м
12,0 1,475 321—488 2,15—3,98 (шаг 3 м); 12,0 1,475 425—728 2,47—3,50 (шаг 6 м)	Укрпроектсталькоиструкция, Гипроиисельхоз. 1972 г. Верхние пояса — из парных швеллеров, ниж- ние пояса н решетка — из одиночных швел- леров и парных уголков. Шаг ферм 3 и 6 м
12,0 3,2	427	2,25
12,0	3,2	570	2,25
ЦНИИЭПсельстрой. 1972 г.
Все элементы из развитых сквозных двутав-
ров постоянного сечения.
Шаг рам 3 и 6 м
12,0 1,5	208
Укроргтехсельстрой. 1972 г.
1,94 Все элементы — из одиночных уголков.
Шаг ферм 3 м
111
2
3
AC 1
AC 2
Шифр
15741 KM
AC 1-1
Шифр
15741 KM
АЖ 1
АЖ 2
АЖ 1-1
AC 3
Шифр
15741 KM
АЖ 3
Шифр
15741 KM
112
Продолжение приложения 1
4	5
6
7
8
12,0 5,75	203,8	1,2
12,0 5,75	175,2	1,2
Укрпроектстальконструкция. 1981 г.
Верхний пояс — 2016 (А1);
ннжиий пояс —2016 (А1) для марки АС1
и 2014(А1) для марки АС2; решетка — из
01О(А1) и парных гнутых уголков.
Шаг арок 3 м
	Укрпроектстальконструкция. 1981 г.
12,0	5 75	165 2	1 2	20ЯСЭ — 2£П4(А1); решетка — 01О(А1) и Шаг арок 3 м
12,0	5,75	209,6	1,2	Укрпроектстальконструкция. 1981 г. Пояса — 2016(А1) для марки АЖ 1 и
12,0	5,75	183,0	1,2	2014(А1) для марки АЖ 2; решетка — из 01О(А1) и парных гнутых уголков. Шаг арок 3 м
12,0	5,75	179,2	1,2	Укрпроектстальконструкция. 1981 г. Пояса — 2014(А1); решетка — 01О(А1) и 201О(А1). Шаг арок 3 м
	Укрпроектстальконструкция. 1981 г.
12,0	5,75	221,8	1,2	Гнутый швеллер гн [ 160X80X4. Шаг арок 3 м
Укрпроектстальконструкция. 1981 г.
12,0 5,75	262,6	1,2 Гнутый швеллер гн [ 160X80X5.
Шаг арок 3 м
8‘/2 4-1580
113
Приложение 2. Стальные несущие конструкции для сельскохозяйственных
Марка	Серия, шифр	Эскиз
1	2	3
Ф 18-1;
Ф 18-2
ПК-01-130/66
Ф-18	Заказ 221
Ф 18-3-1 — Ф 18-3-6
Ф 18-6-1 — Ф 18-6-6
Серия 1.860-1,
вып. 1
Ф-16,2
Ф-17,6
Объект 850
114
Продолжение приложения 1
4	5	6	7
8
12,0 5,51	232,0
12,0 1,5	285
ЭПКТБ «Стройпластик». 1983 г.
Пояса ферм — 0 18 (А1), решетка — 012
(А1)
Шаг арок 2 м
Укрколхозпроект. 1983 г.
Ригель и стойка из развитых двутавров
со сплошной стенкой переменной высоты.
Шаг рам 3 м
производственных зданий шириной 18 м
Размеры» м		Масса, кг	Расчетная нагрузка, кПа	Организация-разработчик. Год разработки. Краткая характеристика конструкции
1	h			
4	5	6	7	8
	ЦНИИПроектсталькоиструкция. 1966 г.
18,0	2,55	950—1020	1,60—3,00 Пояса и решетки — из парных горячека- Шаг ферм 6 м
18,0	2,95	632	1,40	Донецкий завод металлоконструкций. 1966 г.
		623—987	1,90—3,20	Верхний пояс — из гнутых швеллеров ко- робчатого сечения, нижний пояс и ре- шетка — из одиночных швеллеров. Шаг ферм 6 м Укрпроектсталькоиструкция,
			(шаг 3 м)	Гипронисельхоз. 1970 г.
18,0	2,225	1222—2190	1,75—4,75	Пояса и решетки из швеллеров. Шаг ферм 3 и 6 м. (Серия заменена в 1975 г.)
			(шаг 6 м)	
16,2	1,99	879 17,6	2,16	942	2,00	Гипронисельхоз. 1970 г. 2,00	Верхний пояс — из парных швеллеров, нижний пояс и решетка — из одиночных швеллеров. Шаг ферм 6 м
8'It
115
3
Ф-2
АПЛ-20-1
МБК-9
Объект 2-71-10
Ф-6
МФ 18-3-1—МФ 18-3-4
Ф 16,2
Ф 18,0
ТП 801-142
Ф 18-1
Ф 18-2
ТП 801-302
МР 18-30
116
Продолжение приложения 2
4	5	6	7	8
18,0	1,8	608	2,33	Мосгипросельстрой, ЦНИИСК им. Куче- ренко. 1970 г. Верхний пояс — из одиночных швелле- ров, нижний пояс — из одиночных угол- ков, решетка — из электросварных труб. Шаг ферм 3 м
18,0	0,22	234	1,90	Укроргтехсельстрой. 1971 г. Консольные балки — из двутавров. Шаг 3 м.
18,0	3,0	706	2,33	Мосгипросельстрой, ЦНИИСК им. Куче- ренко. 1971 г. Верхние пояса — из парных уголков, нижние пояса и решетка — из электро- сварных труб. Шаг рам 3 м
18,0	2,225	631—832	1,67—3,00	Росгипросельхозстрой. 1971 г. Пояса — из швеллеров, решетка и затяж- ка — из круглой стали. Шаг ферм 3 м
16,2 18,0	2,0 2,216	879 922	2,40 2,40	Гипроиисельхоз. 1971 г. Верхний пояс — из парных швеллеров, нижний пояс и решетка — из одиночных швеллеров. Шаг ферм 6 м
18,0 18,0	4,44 1981 4,44 2217		3,00 4,00	Белгипросельстрой. 1972 г. Верхние пояса — из парных швеллеров, нижние пояса и решетка — из парных уголков и одиночных швеллеров. Шаг ферм 6 м
	Укрколхозпроект. 1972 г.
18,0	Ригель и стойки — из развитых двутав- 2,250 635	1,90	рОВ со сквозной стенкой переменной вы- соты. Шаг рам 3 м
117
2
3
Ф 18-3-1 —Ф 18-3-3	1-860-1,
Ф 18-6-4 —Ф 18-6-13 вып. III
МФ 18-3-3
РС-180-24-1 —
РС-180-24-7
РС-180-27-1 —
РС-180-27-7
РС-180-30-1 —
РС-180-30-7
РС-180-36-1 —
РС-180-36-7
Шифр 9-73,вып. 1
А 18-1Г —А 18-8Г
А 18-1Б — А 18-17Б Серия 1.860-4
А 18-1Ш —А 18-7Ш
Ф 18-1 —Ф 18-3
Серия 1.860-5
РМ-18(24)С
РМ-18-1 (18/20)
Шифр 1.800-РМ
118
Продолжение приложения 2
4	S	6	7	8	
18,0	2,225	737—978 931—2109	2,36—3,76 (шаг 3 м) 2,17—4,87 (шаг 6 м)	Укрпроектстальконструкцня, Гипронисельхоз. 1972 г. Верхние пояса — из парных швеллеров, нижние пояса н решетка — из одиночных швеллеров и парных уголков. Шаг ферм 3 и 6 м	
18,0	2,20	642	2,33	Росгнпросельхозстрой. 1972 г. Пояса — нз парных уголков, затяжка — из круглой стали. Шаг ферм 3 м	решетка и
18,0 18,0 18,0	2,4 2,6 3,0	640—1634 652—1682 666—1702	1,57—3,10 (шаг 3 м); 1,92—2,98 (шаг 6 м)	ЦНИИЭПсельстрой. 1973 г. Все элементы нз развитых сквозных дву- тавров постоянного сечения. Шаг рам 3 м (1—4) и 6 м (5—7)	
18,0	3,6	796—1768			
18,0	2,225	450—1184	2,00—3,05 (шаг 3 м); 1,80—3,86		
18,0 18,0	2,225 2,225	505—1373 707—1286	(шаг 6 м) 2,38—3,31 (шаг 3 м); 1,85—4,33 (шаг 6 м) 1,93—3,60 (шаг 3 м); 2,15—3,99 (шаг 6 м)	ЦНИИЭПсельстрой. 1975 г. Пояс арки — нз развитых сквозных дву- тавров постоянного сечення, затяжка и подвески — из круглой стали. Шаг арок 3 и 6 м	
	Укрпроектстальконструкцня. 1975 г.
18,0	9 99R кос; 7яо	о оо q ил Верхний пояс — нз швеллеров, нижний ,	о о	6,40 пояс и решетка _ из парных уголков. Шаг ферм 3 м
				Укрколхозпроект. 1977 г. Ригель и стопка — нз развитых двутав-
18,0	2,225	852	2,45	ров со сквозной стенкой переменной вы- соты. Шаг рам 3 м
18,0	2,225	545	1,90	То же. 1983 г.
119
Приложение 3. Стальные несущие конструкции для сельскохозяйственных
МФ 21-3-1 — МФ 21-3-4
СФ-121-6	ТП 801-291С
Ф 21-3-1 —Ф 21-3-3
Ф 21-6-1 — Ф 21-6-4
Серия 1.860-
1, вып. II
120
производственных зданий шириной 21 м
Размеры, м		Масса изделия, кг	Расчетная нагрузка, кПа	Организация-разработчик. Год разработки. Краткая характеристика конструкции
1	h			
* 1	5 1	6 1	7 /	8
20,5	4,05	866	2,43	Мосгипросельстрой, ЦНИИСК нм. Кучеренко. 1971 г. Верхние пояса — нз парных уголков, ниж- ние пояса и решетка — нз электросварных труб. Шаг ферм 3 м
21,0	0,22	271	1,90	Укроргтехсельстрой. 1971 г. Консольные балки — из двутавров. Шаг 3 м
21,0	3,5	860; 894	2,33	Мосгипросельстрой, ЦНИИСК им. Кучерен- ко. 1971 г. Верхние пояса — из парных уголков, ниж- ние пояса и решетка — нз электросварных труб. Шаг ферм 3 м
21,0	1,05	1183	2,00	Белколхозпроект, Минский завод металло- конструкций. 1971 г. Все элементы из парных уголков. Шаг ферм 3 м
21,0	2,60 827—1085		1,67—3,00	Росгнпросельхозстрой. 1971 г. Пояса из швеллеров, решетка и затяжка из круглой стали. Шаг ферм 3 м
21,0	2,62	1625	1,73	Узгипросельстрой. 1971 г. Верхний пояс — из парных швеллеров, ниж- ний пояс и решетка — из одиночных швел- леров и уголков. Шаг ферм 6 м
21,0 21,0	2,6 880—1260 2,6 1350—2600		2,15—3,65 (шаг 3 м) 2,15—4,50 (шаг 6 м)	Укрпроектстальконструкция, Гипроиисельхоз. 1971 г. Верхние пояса — нз парных швеллеров, нижнне пояса и решетки — из одиночных швеллеров и парных уголков. Шаг ферм 3 и 6 м. (Серия заменена в 1975 г.)
9 4—1580
121
1	2	3
PC-210-27-1 —
PC-210-27-7
Шифр 9-73,
вып. 1
А 21-1Г —А 21-8Г
А 21-1Б — А 21-17Б
Серия
1.860-4
А 21-1Ш —А 21-8Ш
Ф 21-1 —Ф 21-3
Серия
1.860-5
122
Продолжение приложения 3
4	5	6	7
21,0 2,60	920—1262 2,15—3,65 Укрпроектстальконструкция,
(шаг 3 м) Гипроиисельхоз. 1972 г.
21,0 2,60	1240—2316 2,20—4,50 Верхние пояса — из парных швеллеров,
(шаг 6 м) нижиие пояса н решетка — из одиночных
швеллеров и парных уголков.
Шаг рам 3 н 6 м
	Росгнпросельхозстрой. 1972 г.
21,0	2 60	1012	2 33	Пояса — из парных уголков, решетка и за- ’	’	тяжка — из круглой стали. Шаг ферм 3 м
	Белорусское отделение
21,0	1 75	1860	2 00	ЦНИИпроектстальконструкция, 1972 г. '	100	Все элементы — из парных уголков. Шаг ферм 6 м
21,0 2,7	806—2052 1,57—3,10 ЦНИИЭПсельстрой. 1973 г.
(шаг 3 м); Все элементы — из развитых сквозных дву-
1,92—2,98 тавров постоянного сечения.
(шаг 6 м) Шаг рам 3 м (1—4) и 6 м (5—7)
21,0	2,7	611—902	1,93—3,56 (шаг 3 м)		
21,0	2,7	1067—1700	2,18—2,57		
21,0	2,60	612—949	61 ЦНИИЭПсельстрой. 1975 1,85 3,о1 Пояс арки — из развитых 1%; чо«Ров постояиного сечеиня, , *’95Т-<’’“”кн — из круглой стали. о^Шаг аР°к 3 и 6 м 2,46—3,40	Г. сквозных	двутав-
21,0 21,0	2,60 2,60	937—1718 834—940		затяжка и	подвес-
			(шаг 3 м)		
21,0	2,60	1032—1781	1,90—3,50		
(шаг 6 м)
Укрпроектстальконструкция. 1975 г.
21 0	2 60	847___923	2 20_о 4пВеРхни® пояс — из швеллеров, нижний пояс
z ,и дои вч/	,	, ии реШетка — из парных уголков.
Шаг ферм 3 м
9*
123
3
PM 21-1 (c24)
PM 21-1 (22/24)	Шифр
PM 21 (2351/2651)	1.800-PM
Приложение 4.
ТУ 14-2-24-72)
Двутавры с параллельными гранями полок (извлечение из
h — высота двутавра; b — ширина полки; t — тол-
щина стенки; tt— толщина полкн; R — радиус со-
пряжения; I—момент инерцнн; W — момент со-
противления; i — радиус инерции; 5 — статический
момент полусечення
Номинальный размер про* филя. мм	№ профиля	Размеры, мм					Площадь по- перечного се- чения, см^	Масса 1 м длины, кг	Справочные величины для осей						
									X — X				У — У		
		h	b	i 5		7			?х* см*	W , X' см®	см 12	sx- см®	1у\ см4	см® .15	1У' см 16
1	2	3	4		6		8	’9	10	11		13	г14		
					Нормальные			двутавры							
	20Б*	194,0	99,3	4,5	5,6		20,4	16,0	1300	134	7,98	75,8	91,8	18,5	2,12
	20Б1	198,0	100,0	5,2	7,6		25,7	20,2	1730	174	8,19	98,7	127	25,4	2,22
200X100	20Б2	200,0	100.0	5,2	8,6	11	27,7	21,8	1920	192	8,33	109	144	28,8	2,28
	20БЗ	202,0	100,4	5,6	9,6		30,6	24,0	2150	213	8,39	121	162	32,4	2,31
	23Б*	224,0	109,4	4,8	6,0		24,5	19,3	2070	185	9,19	105	131	24,0	2,31
	23Б1	227,8	110,0	5,4	7,9		30,1	23,6	2660	234	9,41	132	176	32,0	2,42
230X110	23Б2	230,0	110,0	5,4	9,0	12	32,5	25,5	2980	259	9,58	146	200	36,4	2,48
	23БЗ	232.4	110,4	5,8	10,2		36,1	28,3	3370	290	9,67	164	229	41,6	2,52
	26Б*	253,4	119,5	5,1	6,4		29.0	22,8	3130	247	10,4	140	183	30,6	2,51
260X120	26Б1	257,6	120,0	5,6	8,5	13	35,3	27,7	4020	312	10,7	176	246	40,9	2,64
	26Б2	260.0	120,0	5,6	9,7		38,2	30,0	4500	346	10,9	195	280	46,7	2,71
	26БЗ	262,2	120,5	6,1	10,8		42,2	33,1	5020	383	10,9	216	316	52,4	2,74
124
Продолжение приложения 3
4	5	6	7
8
21,0 2,60	835
21,0	2,60	789
21,0	2,60	752
Укрколхозпроект. 1982 г.
। 65 Ригель н стойка — нз развитых двутавров
*	со сплошной стенкой переменной высоты.
Шаг рам 3 м
Укрколхозпроект, КИСИ. 1982 г.
1 90 Ригель и стойка—из развитых двутавров
1*90 со сквозной стенкой переменной высоты.
Шаг рам 3 м
Продолжение приложения 4
1	L	2 1	3 1	! 4	1 5 1	6	1 7	1 8	1 9	1 10	1 и	1 12	I 13	1 14	| 15 1	1 16
300X140	ЗОБ*	294,2	139,7	5,5	6,8		35,9	28,2	5210	354	12,1	201	310	44,4	2,94
	30Б1	297,6	140,0	5,8	8,5	13	41,5	32,6	6320	424	12,3	239	390	ЬЬ,7	3,06
	30Б2	300,0	140,0	5,8	9,7		44,9	35,2	7070	471	12,5	264	445	63,5	3,15
	ЗОБЗ	302,2	140,5	6,3	10,8		49,5	38,8	7880	521	12,6	293	500	71,2	3,18
					Широкополочные двутавры										
200X150	20Ш*	189,4	149,2	5,0	7,3		32,0	25,1	2130	225	8,17	124	405	54,2	3,66
	20Ш1	191,8	150,0	5,8	8,5	13	37,1	29,1	2510	261	8,22	145	479	63,9	3,59
	20Ш2	194,0	150,0	5,8	9,6		40,4	31,7	2810	290	8,34	161	541	72,1	3,66
230X155	23Ш*	216,6	154,2	5,5	7,3		35,3	27,7	ЗОЮ	278	9,23	154	447	58,0	3,56
	23Ш1	221,0	155,0	6,3	9,5	14	43,9	34,4	3890	352	9,42	106	591	76,2	3,67
	23Ш2	224,а	155,2	6,5	11,0		49,0	38,4	4480	400	9,57	223	687	88,5	3,74
260X180	26Ш*	247,4	179,2	6,0	. 8,5		46,5	36,5	5230	423	10,6	234	817	91,1	4,19
	26Ш1	250,8	180,0	6,8	10,2	16	54,6	42,8	6280	501	10,7	278	993	НО	4,27
	26Ш2	253,6	180,3	7,1	11,6		60,4	47,4	7130	562	10,9	312	ИЗО	126	4,34
	ЗОШ*	287,6	199,0	6,5	9,5		58,1	45,6	8840	614	12,3	340	1250	126	4,64
	30Ш1	291,0	200,0	7,5	11,2		67,7	53,2 10460		719	12,4	399	1500	150	4,70
300X200	30Ш2	294,6	200,2	7,7	13,0	18	75,5	59,3 12040		818	12,6	454	1740	174	4,80
	ЗОШЗ	297,8	201,1	8,6	14,6		84,6	66,4 13650		916	12,7	511	1980	197	4,84
	30Ш4	300,6	201,9	9,4	16,0		92,6	72,7 15090		1000	12,8	563	2200	218	4,87
						Колонные		двутавры							
200X200	20К*	192,2	199,7	6,0	8,7		46,7	36,6	3300	343	8,40	188	1160	116	4,98
	20К1	194,4	200,0	6,3	9,8		51,7	40,6	3730	383	8,49	211	1310	131	5,03
	20К2	197,2	200,6	6,9	11.2	13	58,4	45,9	4300	436	8,58	241	1510	150	5,08
	20КЗ	199,6	201,4	7,7	12,4		64,9	50,9	4830	484	8,63	269	1690	168	5,10
	20К4	202,0	202,2	8,5	13,6		71,3	56,0	5370	532	8,68	298	1880	186	5,13
	23К*	218,0	241,3	8,0	8,0		56,5	44,3	4970	456	9,38	252	1880	155	5,76
	23К1	222,8	240,0	6,7	10,4		65,1	51,1	6260	562	9,80	307	2400	200	6,07
	23К2	224,4	240,5	7,2	11,2		70,1	55,0	6780	605	9,84	332	2600	216	6,09
230X230	23 КЗ	227,0	241,1	7,8	12,5	14	77,7	61,0	7640	673	9,91	371	2920	242	6,13
	23К4	229,6	241,9	8,6	13,8		85,8	67,4	8540	744	9,97	412	3260	269	6,16
260X260	26К1	252,4	260,0	7,0	11,0		75,5	59,3	9330	739	11.1 11,2	404	3220	248	6,53
	26К2	255,2	260,8	7,8	12,4		84,8	66,6	10610	831		457	3670	281	6,58
	26КЗ	258,4	261,7	8,7	14,0		95,5	75,0	12110	938	11,3	518	4180	320	6,62
	26К4	261,0	262,5	9,5	15,3	16	104	82,0 13380		1030	11,3	569	4620	352	6,65
	26К5	263,8	263,4	10,4	16,7		114	89,6 14780		1120	11,4	625	5090	387	6,68
125
Приложение 5. Балки двутавровые (ГОСТ 8239—72)
h — высота двутавра; Ь — ширина полки; t — тол-
щина стенки; —толщина полки; г — радиус за-
кругления; R — радиус сопряжения; / — момент
инерции; W — момент сопротивления; i — радиус
инерции; S — статический момент полусечения
~ № профиля	Масса 1 м, кг	Размеры, ии						Площадь сечения, см2	Справочные величины для осей						
									XX				У — У		
		Л	Ь	t		R	г		he’ см*	СМ8	см	SX' см	см*	и; см’	ГУ СМ 16
	2	3	4	5	6	7	8	9	Ю	11	12	13	14	15	
12	11,5 120	64 4,8	7,3	7,5	3,0	14,7 350	58,4 4,88 33,7 27,9	8,72 1,38 14	13,7	140	73	4,9	7,5	8,0	3,0	17,4	572	81,7	5,73	46,8	41,9	11,5	1,55 16	15,9	160	81	5,0	7,8	8,5	3,5	20,2	873	109	6,57	62,3	58,6	14,5	1,70 18	18,4	180	90	5,1	8,1	9,0	3,5	23,4	1290	143	7,42	81,4	82,6	18,4	1,88 18а	19,9	180	100	5,1	8,3	9,0	3,5	25,4	1430	159	7,51	89,8	114	22,8	2,12 20	21,0	200	100	5,2	8,4	9,5	4,0	26,8	1840	184	8,28	104	115	23,1	2,07 20а	22,7	200	110	5,2	8,6	9,5	4,0	28,9	2030	203	8,37	114	155	28,2	2,32 22	24,0	220	110	5,4	8,7	10,0	4	30,6	2550	232	9,13	131	157	28,6	2,27 22а	25 8	220	120	5,4	8,9	10,0	4	32,8	2790	254	9,22	143	206	34,3	2,50 24	27 3	240	115	5,6	9,5	10,5	4	34,8	3460	289	9,97	163	198	34,5	2,37 24а	29 4	240	125	5,6	9,8	10,5	4	37,5	3800	317	10,1	178	260	41,6	2,63 27	31 5	270	125	6,0	9,8	11,0	4,5	40,2	5010	371	11,2	210	260	41,5	2,54 27а	33,9	270	135	6,0	10,2	11	4,5	43,2	5500	407	11,3	229	337	50,0	2,80 30	36,5	300	135	6,5	10,2	12	5	46,5	7080	472	12,3	268	337	49,9	2,69 30а	39,2	300	145	6,5	10,7	12	5	49,9	7780	518	12,5	292	436	60,1	2,95 33	42,2	330	140	7,0	11,2	13	5	53,8	9840	597	13,5	339	419	59,9	2,79 -•36	48,6	360	145	7,5	12,3	14	6	61,9	13380	743	14,7	423	516	71.1	2,89 40	57,0	400	155	8,3	13	15	6	72,6	19062	953	16,2	545	667	86,1	3,03 45	66,5	450	160	9,0	14,2	16	7	84,7	27696	1231	18,1	708	808	101	3,09 50	78,5	500	170	10	15,2	17	7	100	39727	1589	19,9	919	1043	123	3,23 55	92,6	550	180	11	16,5	18	7	118	55962	2035	21,8	1181	1356	151	3,39 60	108	600	190	12	17,8	20	8	138	76806	2560	23,1	1491	1725	182	3,54															
Приложение 6. Характеристика развитых двутавров
№ профиля	WO *ц	А, см2	Н, см		3		№ профиля	Л, см	А, см2	И, см	Wx’ см’	ft. ч» & g	см’
1 1 2 1 3 1 4 1 5					6 | 7		1 1 2		3	4	5	6	7
1. По ГОСТ 8239—72 (сталь с расчетным сопротивлением по пределу текучести 240 МПа (2450 кгс/см2)) 10	10	12,0	12	40	50	52 10	12	14,7	16	58	80	87 14	14	17,4	20	82	118	131 16	16	20,2	24	109	161	185 18	18	23,4	28	143	220	256 20	20	26,8	32	184	281	334 22	22	30,6	36	232	359	432 24	24	34,8	40	289	451	547 27	27	40,2	46	371	581	726							30	30	46,5	51	472	740	949 33	33	53,8	55	597	903	1170 36	36	61,9	60	743	1094	1429 40	40	72,6	66	953	1365	1827 45	45	84,7	71	1231	1631	2207 50	50	100,0	79	1589	2089	2919 55	55	118,0	85	2035	2627	3745 60	60	138,0	95	2560	3258	4732 2. По ГОСТ 8239—72 (сталь с расчетным сопротивлением по пределу текучести 2770 МПа (2750 кгс/см3)) 10	10	12,0	12	40	50	52 12	12	14,7	16	58	80	87						
126
Продолжение приложения 6
1	1 2	1 3	1 4	1 5	1 6	1 7	1 1 2 1		3	ы	б	6 1	7
14	14	17,4	20	82	118	131	23Б2	23,0	32,5	38	259	391	474
16	16	20,2	24	109	161	185	23БЗ	23,24	36,1	38	290	442	531
18	18	23,4	28	143	220	256	26Б*	25,34	29,0	39	247	320	406
20	20	26,8	32	184	281	334	26Б1	25,76	35,3	43	312	458	574
22	22	30,6	36	232	359	432	26Б2	26,0	38,2	43	346	516	632
24	24	34,8	40	289	451	547	26БЗ	26,22	42,2	44	383	587	720
27	27	40,2	45	371	581	726	ЗОБ*	29,42	35,9	51	354	526	740
30	30	46,5	49	472	740	949	30Б1	29,76	41,5	51	424	665	940
33	33	53,8	53	597	851	1086	30Б2	30,0	44,9	52	471	758	1073
36 40 45 50	36 40 45 50	61,9 72,6 84,7 100	57 63 68 75	743 953 1231 1589	1035 1287 1567 1975	1329 1693 2094 2709	ЗОБЗ	30,22 4. По	49,5 52 521 843 ТУ 14-2-24-72 (сталь				1194
55	55	118	82	2035	2483	3473	с	расчетным сопротивлением					
60	60 3. По	138	90 2560 2870 ТУ 14-2-24-72 (сталь				4375	по пределу текучести 270 МПа 20Ш* 18,94 32,0 30 225 338						382
с расчетным		сопротивлением по пределу					20Ш1	19,18	37,1	30	261	396	447
текучести		270 МПа (2750 кгс/см2))					20Ш2	19,4	40,4	31	290	444	495
20Б*	19,4	20,4	31	134	192	237	23Ш*	21,66	35,3	36	278	421	495
20Б1	19,8	25,7	32	174	257	309	23Ш1	22,1	43,9	36	352	540	625
20Б2	20,0	27,7	32	192	288	340	23Ш2	22,4	49,0	36	400	622	709
20БЗ	20,2	30,6	32	213	321	377	26Ш*	24,74	46,5	41	423	649	765
23Б*	22,4	24,5	36	185	259	328	26Ш1	25,08	54,6	42	501	777	909
23Б1	22,78	30,1	38	234	348	431	26Ш2	25,36	60,4	42	562	881	1018
Примечание. Условные обозначения: h —высота балки по сортаменту; Н — макси-
мальная высота развитого двутавра; А — площадь двутавра по сортаменту; W— момент
сопротивления балки по сортаменту;WP —момент сопротивления развитого двутавра по-
р 1
стояиного сечения; Wx — момент сопротивления развитого двутавра переменного сечения со
сплошной стенкой (сечение Н).
Приложение 7. Определение коэффициента надежности по назначению
Класс ответственности зданий и сооружений
Коэффици-
ент надеж-
ности по наз-
начению
Класс I. Основные здания и сооружения объектов, имеющих осо- 1
бо важное народнохозяйственное и (илн) социальное значение: глав-
ные корпуса ТЭС, АЭС, центральные узлы доменных печей, дымовые
трубы высотой более 200 м, телевизионные башни, сооружения ма-
гистральной первичной сети ЕАСС, резервуары для нефти и нефте-
продуктов емкостью более 10 тыс. м3, крытые спортивные сооруже-
ния с трибунами, здания театров, кинотеатров, цирков, крытых рын-
ков, учебных заведений, детских дошкольных учреждений, больниц,
родильных домов, музеев, государственных архивов и т. п.
Класс II. Здания и сооружения объектов, имеющих важное на- 0,95
роднохозяйственное и (или) социальное значение, объекты промыш-
ленного, сельскохозяйственного, жилищно-гражданского назначения
и связи, не вошедшие в I и III классы)
Класс III. Здания н сооружения объектов, имеющих ограниченное 0,90
народнохозяйственное н (нли) социальное значение: склады без про-
цессов сортировки н упаковки для хранения сельскохозяйственных
продуктов, удобрений, химикатов, угля, торфа и, др., теплицы, пар-
ники, одноэтажные жилые дома, опоры проводной связи, опоры
освещения населенных пунктов, временные здания н сооружения1
и т. п.
1 Для временных зданий и сооружений со сроком службы до 5 лет допускается при-
нимать у„=0,8.
127
Приложение 8. Номенклатура облегченных индустриальных ограждающих
Наименование изделий	1 Серия или шифр	Назначе- ние изделий	Марка	Эскиз
1	2	3	4	5
Плиты	с деревяи-	Плита	ПАД-11 иым	каркасом	5	покрытия	ПАД-12 для	покрытий	д	рядовая	м	L сельскохозяйст-	„ венных зданий 1 <о	Ха «о к я о* О	*5	^^ggggjs. Плита	ПАД-11-В1	4 покрытия ПАД-12-В1 с отвер-	* зоох	Ь ХЗОО мм	X. i				
Плита по- ПАД-П-В2
крытия с ПАД-12-В2
отверстием
700Х
Х700 мм
Плита ППАД-11
подвесного ППАД-12
потолка
рядовая
То же, у ППАД-
темпера- 11-Т
турного	ППАД-
шва	12-Т
То же,
крайняя
То же, у
темпера-
турного
шва
ППАД-
U-K
ППАД-
12-К
ППАД-
21-К
ППАД-
22-К
ППАД-
31-К
ППАД-
32-К
1 Применение указанных конструкций в зданиях с влажностью внутреннего воздуха
128
инструкций для сельскохозяйственного строительства
Толщина утеплителя, мм	Габаритные разме- ры, мм			Масса изделия, кг	Расход материалов			Организация- разработчик
					древесина, М*	асбесто- цемент, м2	минерало- ватные плиты, м8	
	н	В	L					
6	7	8	9	10		12	13	1 и
130 160	140 160	1490	2980	180 190	0,049 0,055	4,44	0,52 0,60	Гипронисель- хоз, ЦНИИСК им. Кучерен- ко, ЦНИИЭГР сельстрой
130 150	140 160	1490	2980	190 200	0,083 0,071	4,33	0,47 0,55	
130 150	140 160	1490	2980	190 200	0,107 0,1-21	3,87	0,40 0,46	
130 150	140 160			180 200	0,054 0,064		0,51 0,59	
130	140			180	0,054	4,44	0,51	
150	160	1490	2980	200	0,064		0,59	
130 150	140 160		2980	190 200	0,069 0,082	4,38	0,49 0,57	
130 150	140 160		2480	160 170	0,061 0,073	3,63	0,40 0,46	
130 150	140 160	1490	980	70	0,033 0,041	1,40	0,14 0,16	
более 75 % не допускается.
129
Асбестоцементные
плиты покрытия
размером 1,5X6-м
на деревянном
каркасе со сталь-
ным шпренгелем
Плнта АКДШ
покрытия 1,5X6
рядовая
Плита АКДШ
покрытия 1,5X6
с отвер-
стием
700Х
Х700 мм
Асбестоцементные
плиты покрытия ~
размером 1,5Х g
Х4,5 м на дере- «о
вянном каркасе £
Плита АКД-4,5-
покрытня 2-15
рядовая
ПСАД-11
П САД-12
ПСАД-13
Панели с дере- «
вяииым каркасом gj
для стен сельско- -4
Панель
рядовая
П САД-21
ПСАД-22
П САД-23
П САД-31
П САД-32
П САД-33
130
Продолжение приложения 8
6	7	в	9	10	И	12	13	14
130 ISO	140 160	1490	2980	160 170	0,070 0,085	3,89	0,42 0,48	
80	110	1490	5960	297	0,08	9,0	0,58	ЭКБ цнииск Г осстроя СССР
80	ПО	1490	5960	377	0,14	8,5	0,58	
150	190	1490	4480	356	0,16	6,71	0,89	Гипроннсель- хоз
60—100	570	152		110	0,040	3,4	0.14	
110—130		182	2970	120	0,050		0,18	
140—150		202		130	0,056		0,21	
60—100		152		160	0,050		0,22	
110—130	870	182	2970	175	0,060	5,2	0,29	Гнпронисель-
140—150		202		190	0,068		0,33	хоз
60—100		152		260	0,068		0,39	
110—1301	470	182	2970	290	0,080	8,7	0,51	
140—150		202		300	0,090		0,59	
131
1	2	3	4
б
хозяйственных
зданий 1
Панель
рядовая с
вентиля-
ционным
отверсти-
ем
ПСАД-21-В
ПСАД-22-В
ПСАД-23-В
ПСАД-31-В
ПСАД-32-В
ПСАД-ЗЗ-В
Панель
рядовая
для верти-
кальной
разрезки
стен
ПСАД-41
ПСАД-42
ПСАД-43
ПСАД-51
ПСАД-52
ПСАД-53
ПСАД-61
ПСАД-62
ПСАД-63
То же, с
_ вентиляци-
. онным от-
§ верстием
и
§
ПСАД-41-В
ПСАД-42-В
ПСАД-43-В
ПСАД-51-В
ПСАД-61-В
ПСАД-52-В
ПСАД-53-В
ПСАД-62-В
ПСАД-63-В
То же, с ПСАД-41-0
оконным ПСАД-42-0
блоком ПСАД-43-0
ПСАД-51-0
ПСАД-52-0
ПСАД-53-0
П САД-61-0
ПСАД-62-0
ПСАД-63-0
То же, с ПСАД-41-Д
дверным ПСАД-42-Д
блоком ПСАД-43-Д
ПСАД-51-Д
ПСАД-52-Д
ПСАД-53-Д
ПСАД-61-Д
ПСАД-62-Д
ПСАД-63-Д
1 Применение указанных конструкции в зданиях с влажностью внутреннего воздуха
132
Продолжение приложения 8
6	7	8	В	10	И	12	13	14
60—100		152		130	0,050	0,16	
110—130	870	182	2970	140	0,060	3,8	0,21
140—150		202		150	0,068		0,24
60—100		152		230	0,079		0,32
110-130	1470	182	2970	260	0,094	7,5	0,42
140—150		202		270	0,107		0,49
60—100	152			220	0,068		0,31	Гипроиисельхоз
110—130	2370	182	1470	230	0,079	7,0	0,40	
140-150		202		250	0,089		0,46	
60-100		152		250	0,076		0,35	
110—130	2670	182	1470	270	0,086	7,8	0,45	
140—150		202		280	0,095		0,52	
60—100		152		270	0,080		0,39	
110—130	2970	182		290	0,292	8,7	0,51	
140—150		202	1470	300	0,102		0,59	
60—100	152			180	0,069		0,25
110—130	2370	182	1470	200	0,080	5,7	0,32
140—150		202		210	0,091		0,37
60-100		152		210	0,076		0,28
110—130	2670	182	1470	230	0,089	6,6	0,37
140—150		202		250	0,098		0,43
60—100		152		230	0,081		0,33
110—130	2370	182	1470	260	0,093	7,4	0,43
140—150		202		270	0,105		0,49
60—100		152		180	0,108		0,15
110-130	2670	182	1470	200	0,127	3,7	0,19
140—150		202		210	0,138		0,22
60—100		152		210	0,115		0,19
110-130	2970	182	1470	230	0,134	4,7	0,24
140-150		202		240	0,145		0,28
60—100		152		240	0,120		0,23
110—130	2970	182	1470	250	0,139	5,5	0.30
140-150		202		270	0,152		0,35
60—100	152			180	0,138		0,03	Гнпронисель-
110—130	2710	182	1470	200	0,161	1,5	0,04	хоз
140-150		202		210	0,176		0,05	
60—100		152		210	0,145		0,07	
110-130	ЗОЮ	182	1470	230	0,172	2,4	0,10	
140-150		202		240	0,187		0,11	
60-100		152		240	0,152		0,12	
110—130	3310	182	1470	260	0,179	3,3	0,15	
140—150		202		270	0,198		0,18	
более 75 % не допускается.
133
Наименование изделия	Серия, шифр или ТУ	Назначение	Марка	Эскиз
1	2	з	4	5
Оболочки	Подвесной
мягкие ТУ 28-81 Аолок
утепленные
Наименование изделия	Серия, шифр или ТУ	Назначение	Марка	Эскиз
1	2	3	4	5
ПСЦФУ 60-1
Плиты стекло-	Элементы сте- ПСЦФУ 60-2
пластиковые ТУ 65 УССР нового ограж-ПСЦФУ 80-1
цельнопрессо- 112-76 дення отапли- ПСЦФУ 80-2
ванные	ваемых зданий ПСЦФУ 100-1
ПСЦФУ 100-2
134
Продолжение приложения 8
Габаритные размеры, мм				Масса 1 м2, кг	Расход основного материала на 1 м2			Организация- разработчик
Н	В	В1	L					
					Пленка поливи- нилхло- ридная армиро- ванная taapKH ПВХ-Г, кг	Пленка поливи- нилхло- ридная пласти- фициро- ванная техничес- кая марки Г, кг	Утепли- тель из стеклян- ного штапво- локиа, м8	
6	7	&	9	1 10	11	1 12	13	14
40	6000—	3,6	О',04
50 3100 3000	13000	4,2	848	247,72	0,06	ЭПКТБ
60		4,8	0,06 «Стройпластик»
70		3,4	0,07
80		6,0	0,08
Продолжение приложения 8
Габаритные размеры, мм			Масса 1 м2, кг	Расход материалов иа 1 м2			Ветровая нагруз- ка, кПа	Организация- разработчик
				Материал нетканый вязально-про- шивиой стек- ловолокнис- тый ВПР-10, м2	Лак баке- литовый марки ЛВС-1, кг	Пено- пласт ФРП-1, м3		
н	в	L						
6	7	е	9	10	и	12	>3	14
58	11,40	6,50	4,50	0,06
58	14,00	8,70	6,10	0,06
78	1500 12000 12,60	6,70	4,70	0,08	0,35 ЭПКТБ
78	15,20	9,00	6,30	0,08	«Стройпластнк»
95	14,60	7,15	5,00	0,10
95	17,20	,30	6,50	0,10
135
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1.	Методические рекомендации по технико-экономической оценке эффективности
применения конструкций для сельскохозяйственных зданий и сооружений с
учетом региональных условий / НИИЭС Госстроя СССР.—М.: НИЙЭС
Госстроя СССР, 1975.— 80 с.
2.	Стальные конструкции: СНиП П-23-81.— М., 1982.—93 с.
3.	ТП 101-81. Технические правила по экономному расходованию основных
строительных материалов: — Утв. Госстроем СССР 02.11.81.— М.: Строй-
издат, 1981.— 73 с.
4.	Ахвледиани Н. В., Лежава Г. И. Экспериментально-теоретическое исследо-
вание безраскосиых ферм с параллельными поясами.— В кн.: Вопросы расче-
та сложных статически неопределимых систем: Тр. ИСМиС. Тбилиси, 1966,
с. 38—47.
5.	Беседин №. Т. Балки из разрезных прокатных двутавров с отверстиями в
стенке.— Тр. Харьк. ииж-строит. ин-та, 1962, вып. 19, с. 22—31.
6.	Беспалый И. Д. Технико-экономическая эффективность птичников из облег-
ченных конструкций.— Сел. стр-во, 1971, вып. 6 (34), с. 12—13.
7.	Бондаренко В. №., Зайцев П. И., Любимов А. А. Расчет стальных балок нз
развитых прокатных двутавров с отверстиями в стенке.— Тр. Харьк. ннж.-
строит. ин-та, 1963, вып. 25, с. 19—25.
8.	Брудка Я., Лубинськи М. Легкие стальные конструкции.— М.: Стройиздат,
1974.—342 с.
5). Васильев А. А. Металлические конструкции.— М.: Стройиздат, 1968.— 358 с.
10.	Галеркин Б. Г. К расчету безраскосиых ферм и жестких рам.— М.: Гостех-
нздат, 1926.— 24 с.
11.	Гастев В. А. Краткий курс сопротивления материалов.— М.: Физматгнз,
1959.—424 с.
12.	Гогешвили А. А., Громацкий В. А., Пономаренко И. П. Снижение металло-
емкости стальных конструкций для сельскохозяйственных производственных
зданий.— Передовой опыт в сел. стр-ве, 1974, вып. 8 (64), с. 19—21.
13.	Дробязко Л. Е. Новые металлоконструкции для каркасов сельскохозяйствен-
ных зданий.— В кн.: Тез. докл. на Укр. респ. науч.-техн. конф, в г. Жданове.
К.: КИСИ, 1978, с. 74—75.
14.	Дробязко Л. Е., Куров Ю. А., Терпелюк В. В. Птахоферми.— К.: Буд1вельник,
1971,—71 с.
15.	Дробязко Л. Е. Легкие стальные каркасы зданий сельскохозяйственного на-
значения.—В кн.: Тез. докл. обл. науч.-техн. конф. Ростов-на-Дону: Севкав-
ЗНИИЭПсельстрой, 1982, с. 28—29.
16.	Жербин М. М., Дробязко Л. Е., Набойченко В. Г. Особо легкие сварные
стальные конструкции для сельского строительства.— В кн.: Тез. докл. V Все-
союз. конф, в г. Макеевке. М.: Стройиздат, 1983, с. 25—26.
17.	Жербин М. М., Дробязко Л. Е. Эффективность замены железобетонных кон-
струкций особо легкими стальными.— Стр-во и архитектура, 1984, № 2, с
17—19.
18.	Зелятов В. Н. Применение унифицированной методологии анализа веса
стальных конструкций при разработке теории сортаментов прокатных профи-
лей.— Вести, инженеров и техников, 1952, № 4, с. 163—167.
19.	Каплун А. Я- О методике оценки экономичности прокатных профилей.—
В кн.: Проектирование металлических конструкций. Сер. VII, 1969, вып. 5 (13),
с. 27—32.
136
20.	Кацнельсон Г. М. Снижение металлоемкости проката.— К.: Техшка, 1983.—
152 с.
21.	Кузнецов В. В. Критерии эффективности фасонных прокатных профилей при
изгибе.— Стандарты и качество, 1970, № 11, с. 13—18.
22.	Мельников Н. П. Металлические конструкции.— М.: Стройиздат, 1978.— Ч. 1.
264 с.
23.	Металлические конструкции / Стрелецкий Н. С., Гениев А. Н., Беленя Е. И.
и др.— М.: Госстройиздат, 1961.— 776 с.
24.	Металлические конструкции: Справочник проектировщика / Под ред. Н. П. Мель-
никова.— М.: Стройиздат. 1980.— 776 с.
25.	Михайлов Б. П. Индустриализация металлического строительства.— М.— Л.:
Стройиздат, 1939.— 159 с.
26.	Муханов К. К. Металлические конструкции.— М.: Стройиздат, 1976.— 504 с.
27.	Натурные испытания фрагмента стального каркаса сельскохозяйственного
производственного здания / М. М. Жербин, 77. Е. Бабичев, Л. Е. Дробязко,
С. С. Онисин.— Сопротивление материалов и теория сооружении, 1978, вып. 34,
с. 96—100.
28.	Передерий Г. 77. О безраскосных фермах с параллельными поясами.— М.:
Гостехиздат, 1926.— 80 с.
29.	Рами! каркаси з економ!чних проф!л1в / М. М. Жербш, П. 6. Баб1чев,
Л. С. Дроб’язко, С. С. Ошс1н.— С1л. буд-во, 1976, № 3, с. 10—11.
30.	Сикало П. И. Вариантное проектирование и оптимизация стальных конструк-
ций рабочей площадки.— К.: КИСИ, 1982.— 67 с.
31.	Тимошенко С. П. Статические и динамические проблемы теории упругости.—
К--' Наук, думка, 1975.— 563 с.
32.	Тришевский И. С., Клепанда В. В. Металлические облегченные конструк-
ции.— К-: Буд1вельник, 1978.— ПО с.
Дробязко Л. Е.
Д75 Легкие конструкции сельскохозяйственных зданий.— К.: Бу-
д!вельник, 1985.— 136 с.— Библиогр.: с. 136.
В книге на основании обобщения результатов проведенных исследований, опыта
проектирования н строительства с.-х. производственных зданий освещены методы
расчета и проектирования полносборных с.-х. зданий с несущими стальными кар-
касами и легкими ограждениями нз традиционных и полимерных материалов, что
дает возможность снизить материалоемкость зданий и эффективнее использовать
трудовые ресурсы. Рассмотрены технико-экономические показатели применения лег-
ких конструкций.
Предназначена лля инженерно-технических работников проектных н строительных
организаций, предприятий промышленности строительных материалов и строительной
индустрии, а также, может быть использована студентами строительных вузов.
„ 3202000000—113
Д М203(04)—85 72-85
38.5