Многоэтажные промышленные здания в основном проектируют и возводят в каркасно-панельном исполнении. Объемно-планировочное решение таких зданий — сетка колонн 4,5×6; 6×6; 6×9; 6×12 и 9×12 м.
Высота этажей может меняться в значительных пределах в зависимости от производственной необходимости. Наиболее часто встречаемые значения высоты 3,3; 3,6; 4,8; 6; 7,2 и 8,4 м. Этажность зданий самая разнообразная, оптимальной считается в 4...6 этажей, но может достигать и 12...20 этажей.
Специфика применяемых конструкций. Колонны имеют квадратное сечение от 40×40 до 60×60 см или прямоугольное аналогичной площади. Высота колонн зависит от принятой их высотной разрезки и может составлять 1...5 этажей, но с учетом условий изготовления, транспортирования и монтажа элементов редко превышает 20 м. Стыки колонн предусмотрены на высоте 1 м от отметки перекрытия и проектируются жесткими.
Ригели для зданий с перекрытиями, опирающимися на их полки, имеют высоту 80 и ширину 65 см. При сопряжении с колонной выпуски арматуры обоих элементов сваривают, приваривают и закладные детали ригеля и консоли колонны с последующим замоноличиванием стыка.
Перекрытия выпускают в виде основных плит шириной 150 и 300 см и доборных плит шириной 75 см. Доборные плиты размещают только по наружным рядам колонн. Основные межколонные (распорные) плиты располагают по осям колонн и приваривают к закладным деталям ригелей в четырех точках.
Стеновые панели навесные, основная номенклатура высотой 1,2 и 1,8 м при ширине на пролет 4,5 и 6 м. Цокольные панели первого этажа устанавливают на фундаментные балки, панели последующих этажей на стальные столики, привариваемые к закладным деталям колонн.
Варианты статической работы зданий. В практике многоэтажного строительства используют рамную, рамно-связевую и связевую конструктивные схемы каркаса, отвечающие различным условиям его статической работы.
Рамная схема представляет собой жесткую и устойчивую пространственную систему колонн, ригелей и плит перекрытий, соединенных между собой. Все вертикальные и горизонтальные нагрузки воспринимаются узлами колонн и ригелей, которые выполнены жесткими. Такая система очень трудоемка и требует повышенного расхода металла. Ее применяют в тех случаях, когда по условиям технологии не допускается установка поперечных и продольных перегородок или связей между колоннами.
Связевая схема отличается от предыдущей тем, что колонны работают только на вертикальные нагрузки, а горизонтальные воспринимаются системой вертикальных дисков и ядер жесткости.
Рамно-связевая схема является промежуточной и для многоэтажных каркасных зданий включает плоские рамы, расположенные в поперечном направлении относительно продольной оси здания, и диафрагмы жесткости. Продольная устойчивость здания создается за счет вертикальных дисков жесткости, которые выполняют в виде металлических решеток или железобетонных плоскостей.
Перспективной считается сборно-монолитная железобетонная конструкция, в которой пространственная жесткость обеспечивается ядром жесткости, выполненным в монолитном или сборном железобетоне.
Способы монтажа зданий
При возведении многоэтажных промышленных зданий в зависимости от условий их ввода в эксплуатацию и материала конструкций применяют два основных способа монтажа: горизонтальный поэтажный или поярусный и вертикальный по частям (секциям) здания на всю высоту.
Горизонтальный поярусный (поэтажный) способ является наиболее распространенным, так как обеспечивает большую жесткость и устойчивость каркаса на всех стадиях монтажа, а также более равномерную осадку фундамента. Этот способ применяют при монтаже сборных железобетонных элементов с заделкой стыков вслед за установкой конструкций. При этом после окончания сборки этажа (яруса при двух- или трехэтажной разрезке колонн), когда бетон в стыках конструкций наберет 70% проектной прочности, начинают монтаж следующего яруса (этажа).
Вертикальный монтаж предусматривает возведение здания отдельными частями, обычно 2.., 4 шага колонн сразу на всю высоту здания. Достоинство метода в том, что предполагает значительно меньшие размеры строительной площадки, так как предусматривает расположение монтажного крана и складов конструкций в габаритах строящегося здания. Монтаж части здания на всю высоту позволяет на этой части сразу выполнить кровлю и приступить к осуществлению всех послемонтажных и отделочных работ, что значительно сокращает сроки возведения здания с отделкой.
Колонны первого яруса, обычно самые тяжелые в каркасе, монтируются чаще всего в самостоятельном потоке. Для ускорения производства работ, сокращения технологических перерывов могут применяться фундаменты стаканного типа «с пеньками» высотой 1 м, заделанными в стакан в заводских условиях.
Оптимальным считается технологическое решение, при котором один монтажный кран используют для монтажа конструкций одного-двух температурных блоков.
В целом, с точки зрения последовательности установки элементов, метод монтажа многоэтажных промышленных зданий можно признать смешанным. Раздельно можно установить все колонны на монтажном участке, навесить стеновые панели всего яруса захватки и рационально комплексно монтировать ригели и панели перекрытий. Такая относительная свобода в последовательности установки элементов характерна только для башенного крана. Если для монтажа задействован самоходный стреловой или башенно-стреловой кран, то он четко должен выполнять принцип монтажа «на кран», избегать последовательной установки большого числа многоярусных колонн.