Структура каркаса одноэтажного промышленного здания пролетного типа, основные элементы, обеспечивающие пространственную жесткость каркаса.

ТЕМА №2 «Конструктивные решения одноэтажных промышленных зданий из железобетона»

ПЛАН

Общие требования, предъявляемые к конструктивным элементам их материалам и конструктивным системам промышленных зданий.

Структура каркаса одноэтажного промышленного здания пролетного типа, основные элементы, обеспечивающие пространственную жесткость каркаса.

Несущие железобетонные конструкции одноэтажных промышленных зданий.

ВВЕДЕНИЕ

Конструктивные решения промышленных зданий различаются по строительной системе на здания с железобетонными несущими конструкциями, с металлическими несущими конструкциями (в том числе и легкими металлическими конструкциями комплексной поставки на здание в целом, включая металлические конструкции наружных ограждений), с каменными стенами ручной клади и покрытиями из железобетона, стали или дерева и здания комбинированной системы, сочетающих железобетонные и металлические или деревянные несущие конструкции.

В отличие от гражданских промышленные здания проектируют в подавляющем случае на основе каркасной конструктивной системы с несущими или самонесущими стенами. Бескаркасную конструктивную схему с несущими наружными стенами используют только для небольших одноэтажных, однопролетных бескрановых промышленных зданий. Несущие наружные стены таких цехов обычно возводят в каменной кладке с усиление в необходимых случаях несущих простенков пилястрами и армированием.

Общие требования, предъявляемые к конструктивным элементам их материалам и конструктивным системам промышленных зданий.

Конструктивная система несущего остова здания, форма и размеры конструктивных элементов зависят от применяемых для строительства материалов.

Выбор материалов для конструкций зданий определяется предъявляемыми к ним требованиями прочности, экономичности, долговечности, удобства возведения, стойкости к эксплуатационным воздействиям и воздействиям атмосферной среды.

Основным материалом несущих конструкций одноэтажных промышленных зданий в настоящее время служит железобетон. Это один из наиболее долговечных и стойких материалов для несущих конструктивных элементов; он хорошо сопротивляется действию огня и коррозии, кроме того ж/б конструкции позволяют сократить потребление металла в строительстве.

Цельнометаллические конструкции для каркаса одноэтажного промышленного здания применяются главным образом при строительстве зданий металлургической промышленности или, например, заводов тяжелого машиностроения, где железобетон не целесообразен из-за специфических условий работы конструкций – здесь велики крановые нагрузки, неравномерные интенсивные тепловые воздействия.

Несущий металлический каркас целесообразен также при большой высоте одноэтажных зданий, превышающей 15-18м. В этих условиях затруднителен монтаж ж/б колонн, а их возведение из монолитного бетона требует большого расхода леса на опалубки и подмости, что не экономично.

При больших пролетах (свыше 24м) обычно применяют металлические конструкции. Они в этом случае легче и дешевле ж/б и хорошо сочетаются с ж/б колоннами, образуя смешанную каркасную систему.

Корме того металлические конструкции широко используются в виде отдельных элементов зданий с железобетонным несущим каркасом; в подкрановых балках, монорельсах, подвесных крановых путях, этажерках и площадках для обеспечении технологического процесса, в виде элементов связей для создания пространственной жесткости зданий.

Деревянные конструкции дешевы и просты в изготовлении, но недолговечны, так как подвержены возгоранию и гниению. Поэтому они применяются в небольших подсобных зданиях, в производственных зданиях для сельского хозяйства, преимущественно в лесных районах.

Для зданий небольших размеров по высоте и ширине с неполным каркасом, несущие наружные стены выполняются из кирпича.

Для несущих конструкций покрытий больших пролетов (свыше 60м) большое значение имеет всемерное облегчение собственного веса конструкций. По сравнению со стальными конструкциями значительное снижение веса достигается применением конструкций из алюминиевых сплавов. К одному из достоинств алюминиевых сплавов можно отнести высокую стойкость против коррозии, но они имеют и высокую стоимость. Их недостатками также являются: низкий модуль упругости, большие температурные и другие деформации.

Структура каркаса одноэтажного промышленного здания пролетного типа, основные элементы, обеспечивающие пространственную жесткость каркаса.

Каркасные несущие конструкции одноэтажных промышленных зданий состоят из поперечных рам и продольных связей между ними. Поперечные рамы чаще всего образуются из защемленных в фундаментах колонн, шарнирно связанных с балками или фермами покрытия, которые выполняют функции ригелей рам. Роль продольных связей каркаса выполняют обвязочные, подстропильные и подкрановые балки (или фермы), специальные связевые конструкции, а также панели или настилы покрытия, жестко связанные с верхним поясом ферм или балок. Каркас воспринимает все постоянные и временные нагрузки, а также весь комплекс несиловых воздействий вызванный особенностями воздушной среды, тепловыми ударами, повышенной влажностью, наличием химических и иных примесей, аэрозолей и т.д.

Вертикальные связи продольной устойчивости каркаса устанавливаются в каждом продольном ряду колонн посередине температурного блока. Связи представляют собой крестовую или портальную стальную конструкцию. Первая применяется при шаге колонн 6 и 12м и при высоте цеха до головки подкранового рельса от 6 до 12,6м, вторая – при шаге колонн от 12 до 18м и высоте 8-14,6м.

Вертикальные связи между балками или фермами покрытий необходимы при высоте последних на опоре более 900мм, а также при отсутствии подстропильных конструкций. Эти связи представляют собой стальные раскосные фермы с параллельными поясами высотой, равной высоте стропильной конструкции в опорной зоне; они устанавливаются по продольным рядам несущих колонн в крайних пролетах температурного блока. Горизонтальные связи в покрытии устраивают при наличии в здании кранов с тяжелыми режимами работы. Эти связи устраивают по нижнему и верхнему поясу стропильных конструкций, а при наличии железобетонных панелей покрытия – только по нижнему поясу. Горизонтальные связи выполняются в виде стальной фермы с параллельными поясами и раскосной или крестовой решеткой.