Идея складывающихся конструкций предполагает, что конструктивная форма комплекса или элемента полностью изготавливается на заводе, складывается и в контейнере или габаритной отправочной маркой доставляется на монтаж, где она различными простейшими способами расправляется и принимает проектное положение.
Конструктивные системы из складывающихся секций наиболее полно отвечают требованиям мобильности строительства.
Примерами конструкций таких зданий отечественного производства, рёкомендованных к внедрению, являются быстровозводимые здания системы БКЗ, унифицированные сборно-разборные здания из складывающихся секций (УСРЗ-12) и полусекций (УСРЗ-18), складывающиеся комплектные здания системы СКЗ.
Базовая конструкция мобильных зданий системы БКЗ (рис. 11.2) − металлическая складывающаяся секция, состоящая из двух полусекций, в которых шарнирно соединены между собой панель стены и панель покрытия. Панель стены имеет несущий каркас, состоящий из двух колонн и прогонов, а также элементов ограждения. Колонны - стальные, из Z-образного перфорированного элемента, выполненного из гнутого равнополочного швеллера. В верхней части колонн для установки и фиксации опорной части ригеля предусмотрены пазы для специальных пальцев. Элементы ограждения изготовлены в виде трехслойных металлических панелей с теплоизоляцией. Конструкция панели покрытия аналогична панели стены. Верхний пояс ригеля решен из стального Z-образного перфорированного элемента и имеет опорные части-пальцы диаметром 70-75 мм - для крепления его к колонне и в коньковом узле.
Несущие конструкции покрытий − треугольные фермы со складывающейся решеткой.
Элементы каркаса здания имеют фиксирующие детали, препятствующие потере его устойчивости.
Стеновые панели торца здания включают в себя фахверковые стойки с опорными частями, прогоны и элементы ограждения.
Предназначено здание для производственных и складских объектов мобильных комплектов, а также объектов различного назначения во вновь осваиваемых районах.
Институтом Красноярский Промстройниипроект (КПСНИИП) был разработан комплект металлических сборно-разборных секций, позволяющий компоновать отапливаемые и неотапливаемые мобильные сборно-разборные здания производственного и вспомогательного назначения одно-, двух - и многопролетные.
Стальные складные секции сборно-разборных неотапливаемых зданий рассчитаны на применение в I-IV снеговых районах и I-VII ветровых районах с расчетной температурой наружного воздуха до минус 65о С.
Рисунок 11.2 − Многоцелевые быстровозводимые сборно-разборные здания конструктивной системы БКЗ
Каждая секция представляет собой фрагмент здания полной заводской готовности, включающий элементы стен (две стеновые панели) и двускатного покрытия (две кровельные панели), шарнирно соединенных в узлах. Ширина секции 3,03 м, высота до уровня карниза 3,6 м, пролет в свету 11,6 м.
Каркас стеновой панели содержит две стальные стойки, соединенные продольными связями; кровельная панель состоит из двух ригелей и продольных связей. Стойки и ригели запроектированы из прокатных или гнутых швеллеров, продольные связи − из уголков. Применение прокатных профилей увеличивает металлоемкость секции на 10 %. Ограждением стеновой и кровельной панелей служит профилированный оцинкованный стальной лист.
Торцевые стены набираются из щитов, имеющих каркас из уголков.
Разработанный набор секций совместно со щитами торцевой стены позволяет компоновать здания пролетом 12 м любой длины при соблюдении требований СНиП по предельным размерам температурных отсеков.
Соединение секций между собой выполняется на болтах нормальной точности при расчетной температуре наружного воздуха tрасч ≥ − 40° С и на болтах повышенной точности при tрасч < − 40°С. Стыки между панелями покрытия и стенами перекрываются металлическими нащельниками из гнутых швеллеров и специальных гнутых профилей. Стыки щитов торцевых стен и перегородок уплотняются герметиком (пароизоловыми прокладками).
Основной несущей конструкцией здания из секций (рис.11.2, 11.3) является рама с элементами коробчатого сечения, стойки и ригели которой соединены в узлах шарнирно и подкреплены затяжками и подкосами из электросварных труб. Продольная жесткость здания обеспечивается вертикальными и горизонтальными связями связевых секций, располагаемых в соответствии с выбранной схемой компоновки здания. Крепление колонн секций к основанию осуществляется анкерными болтами.
В транспортном положении каждая секция представляет собой пакет длиной 6,2 м, шириной 3,03, высотой 0,88 м. Максимальная масса пакета 2,1т.
Монтаж секции показан на рис. 11.4.
В проекте 685-УК, выпуск 3, КПСНИИПа был разработан набор зданий пролетом 12 м из складывающих секций и все конструкции для них. Здания могут быть отапливаемые и неотапливаемые, с окнами и без них, однопролетные, без подвесного транспорта и оборудованные подвесным краном грузоподъемностью 1 тс, 2 тс, 3,2 тс. Степень огнестойкости зданий-I I, срок службы не менее 20 лет, расчетная температура наружного воздуха района Строительства при применении сталей С235, С245, С255 не ниже −40°С и при стали С345 − до минус 65°.Секции рассчитаны на нагрузку от снега до 200 кг/м2, давление ветра до 55 кг/м2 включительно. Строительство возможно в районах с сейсмичностью 9 баллов.
Каждая секция состоит из двух полусекций и представляет собой фрагмент здания полной заводской готовности (рис.11.6, 11.7), включающий два стеновых и два кровельных щита, жестко соединенных в узлах и подкрепленных подкосами и затяжками. Сечение затяжек − гнутый швеллер 100x50x2 мм, подкосов − С-образный профиль 100x60x15x3 мм.
Рисунок 11.3 – Неотапливаемое здание из складывающихся секций
Рисунок 11.4 − Узлы неотапливаемого здания из складывающихся секций
Рисунок 11.5 − Схема монтажа складной секции
Рисунок 11.6 − Поперечный разрез здания из складывающихся секций
Рисунок 11.7 − Узлы зданий из складывающихся секций
Каждый щит имеет 2 продольных ребра, соединенных между собой поперечными ребрами. Продольные ребра щитов выполнены из С-образных холодногнутых профилей 250-100-30 мм толщиной от 3 до 5 мм в зависимости от нагрузки. Крайние поперечные ребра в кровельных щитах, все поперечные ребра в стеновых щитах запроектированы из гнутого швеллера 100x5x2 мм. Промежуточные поперечные ребра в кровельных щитах - из гнутых швеллеров 100x50x2-100x50x4 мм.
К поперечным ребрам при помощи Самонарезающих винтов крепятся наружная и внутренняя обшивки из профилированных стальных листов с трапециевидной формой гофра, между которыми укладывается утеплитель из минераловатных плит.
Конструкция торцевых щитов аналогична конструкции стеновых и кровельных щитов. Секции подразделяются на глухие, с окном и дверью. Стыки между секциями перекрываются металлическими нащельниками. Крепление нащельников - на защелках, прикрепленных к ограждающим обшивкам. Монтажные соединения выполняются на болтах М20.
Полусекции транспортируются сложенными в пакет конструкциями. Размер пакета 6,89x3,0x6,35 м. Последовательность монтажа секции показана на рис. 11.8. Полусекции раскладываются у места монтажа и освобождаются от транспортных связей. Затем они соединяются шарнирно двумя болтами в коньковых узлах; после чего кровельные щиты поднимаются краном, устанавливаются затяжки и остальные болты в коньковых узлах, обеспечивая их защемление. Далее поднимается секция; стеновые щиты, шарнирно соединенные с кровельными щитами, под действием собственной массы занимают вертикальное положение. Секция устанавливается на анкера фундамента, после чего подкосы крепятся к стойкам, образуя жесткий диск в карнизных узлах. Смежные секции соединяются между собой в коньковом узле, а затем в остальных узлах.
Рисунок 11.8 − Монтаж секции
Монтаж подкрановых балок ведется параллельно с монтажом секции и при помощи лебедок. После установки секции монтируются торцевые щиты и устанавливаются ворота, а затем стыки перекрываются нащельниками.
Расход стали на 1 м2 надземной части здания длиной 60 м равен 73,9 кг. Выполнено оно из стали С245, предназначено для эксплуатации в IV снеговом и III ветровом районах; оснащено подвесным краном грузоподъемностью 3,2 т.