Основы проектирования энергоэффективных ферм для крупного рогатого скота

КОНСТРУКЦИИ РЕШЕНИЯ ФЕРМ ДЛЯ КРС

При проектировании ферм крупнорогатого скота учитывают специфические условия строительства:

• небольшая высота одноэтажных зданий КРС (от 2,4 м) позволяет рассчитывать несущие конструкции на относительно небольшие нагрузки. Это способствует применению облегчѐнных конструкций рациональных сечений и эффективных материалов. Применение облегченных конструкций уменьшает транспортные расходы, позволяет монтировать здания без применения тяжелых подъемных механизмов;

• эксплуатируются КРС в условиях агрессивной среды (повышенная влажность и загазованность), что усиливает коррозию бетона, металлических элементов и гниение древесины. Поэтому строительную систему здания выбирают с учетом ее соответствия среднеагрессивной среде при использовании имеющихся средств защиты конструкций от разрушений.

Конструктивное решение в целом выбирают исходя из общих требований к зданиям (прочности, устойчивости, долговечности, пожарной безопасности и др.), с учетом природно-экономических особенностей района строительства и сельской специфики (рисунок 1).

2.1. Виды конструктивных систем

Стоечно-балочная, которая включает вертикальные прямолинейные несущие элементы – стойки (колонны) и горизонтальные элементы – ригели.

Соединение стоек с ригелями шарнирное. В ригеле возникает значительный изгибающий момент. Стойки жестко защемлены в фундаменте. Ригель передает на стойки вертикальные нагрузки. Стойки работают на сжатие, а при эксцентриситете – на продольный изгиб: в пяте стойки имеются вертикальные силы реакции. Конструктивные схемы этой системы различаются по виду несущих конструкций покрытия. Некоторые из схем плоскостные – все элементы расположены в одной плоскости, другие – пространственные, что отражается на характере их статической работы (рисунок 2 а).

Рамная конструктивная схема, состоит из стоек и ригеля, образующих раму. Отличительная черта системы – жесткое соединение стойки с ригелем. Соединение стойки с фундаментом обычно шарнирное. Ригель передает на стойку изгибающий момент и поперечные силы, в пяте стойки создаются горизонтальные и вертикальные реакции – распор (рисунок 2 б).

Криволинейная конструктивная схема представляет собой криволинейный брус (арку) или объемную конструкцию с криволинейным очертанием. Они работают в основном на сжатие, а на опоры передают не только вертикальные силы, но и горизонтальные – распор (рисунок 2 г).

Панельная – состоит из несущих горизонтальных и вертикальных плоских элементов, усилия в которых распределяются по всей площади.

Висячая – с несущими гибкими элементами, работающими на растяжение и передающими на опоры вертикальные и горизонтальные усилия.

Здания ферм КРС отличаются от зданий промышленного и гражданского назначения особенностями функционально-технологического процессов. Как правило, их строят одноэтажными с достаточно просторными, не разделенными внутренними стенами и помещениями. В таких зданиях отсутству-

ют большие крановые и динамические нагрузки. Конструкции зданий в основном воспринимают собственную массу, снеговые и ветровые нагрузки.

• Рисунок 3. Конструктивные схемы ферм КРС: а – стоечно-баочная с неполным каркасом; б – стоечно-балочная с полным каркасом; в – конструктивная схема с применением трехшарнирным рам; г – конструктивная с применением ферм; д – конструктивная

• с применением стрельчатых арок: 1 – фундаменты; 2 – балки покрытия;

• 3 – колонны; 4 – покрытия; 5 – кровля; 6 – наружные стены; 7 – окна;

• 8 – ворота; 9 – фермы; 10 – стрельчатые арки; 11 – стропила;

  • 12 – перекрытия; 13 – перегородки; 14 – полурамы