Лекция 1. Классификация и конструктивные системы промышленных зданий

Здания, предназначенные для размещения промыш­ленных производств, называют промышленными.

Промышленные здания классифицируют по следующим при­знакам:

по этажности: одноэтажные; многоэтажные;

по назначению: производственные (основные и вспомогательные); энергетические (ТЭЦ, котельные, трансформаторные подстан­ции); транспортно-складские (гаражи, склады, локомотивное депо); административно-хозяйственные и бытовые (инженерные, лабораторные корпуса, поликлиники); сантехнические для об­служивания водопроводов и канализации (насосные, водо­напорные башни);

по материалу конструкций каркаса: стальные; железобетонные; комбинированные (смешанные);

по огнестойкости: для зданий Iкласса не менее IIстепени; для зданий IIкласса не менее IIIстепени; для зданий IIIи IVклассов степень огнестойкости не нормируется.

Промышленные здания должны удовлетворять общим требова­ниям (функциональным, техническим, противопожарным, инду­стриальным, архитектурно-художественным), а также ряду специ­альных требований, обусловленных характером производства:

• объемно-планировочные и конструктивные решения здания должны обеспечивать наилучшие условия для организации про­изводственного процесса и размещения оборудования;

• пространственная жесткость здания должна быть обеспечена с учетом воздействия вертикальных и горизонтальных динами­ческих нагрузок, вызываемых работой технологического и подъемно-транспортного оборудования;

• должны быть разработаны мероприятия для сохранения здоро­вья рабочих и обеспечения их безопасности;

• должны быть разработаны мероприятия по предотвращению износа здания.

Для перемещения сырья, полуфабрикатов, готовой продукции промышленные здания оснащают разнообразными видами подъем­но-транспортного оборудования, включающего:

• экипажное оборудование (рис. 1, а—д) (автокары, автопогрузчи­ки, подвижной состав узкой (950 мм) и ширококолейной (1524 мм) железной дороги, ручные тележки, козловые краны, движущиеся по рельсам, уложенным на земле);

• оборудование станинного типа (рис. 1, в, е) (конвейеры, элева­торы, транспортеры, грузовые подъемники, рольганги);

подвесные краны (рис. 2, в) — кран-балки грузоподъемностью от 0,25 до 5 т. Кран состоит из основной двутавровой балки, снаб­женной на концах катками, которые движутся по нижней полке стальных балок, подвешенных к несущим элементам покрытия, и по нижней полке основной балки движется электроталь;

Рис. 1. Напольноеоборудованиепромышленныхзданий:

а—автопогрузчик; б—автокар; в—ленточныйтранспортер;

г—козловойкран; д —вагон; е—рольганг

 

Рис.2 Подъемно-транспортное оборудование промышленных зданий:

а-электроталь; б-консольно-поворотный кран; в-подвесной кран; г-мостовой кран;

1-грузовая лебедка; 2-монорельс; 3-подвеска; 4-пульт управления; 5-стрела крана; 6- поворотный шарнир; 7- двутавровая несущая балка; 8- механизм передвижения; 9-кабина управления; 10-мост крана; 11-тележка с грузоподъемным механизмом; 12-подкрановый путь.

• мостовые электрокраны (рис. 2, г) грузоподъемностью от 5 до 600 т служат для перемещения тяжелых грузов подлине, ширине, высоте пролета. Кран представляет собой стальной катучий мост, перемещаемый вдоль пролета. По верху моста по рельсам пере­двигается тележка с установленными на ней электролебедками для опускания и подъема груза. Кабина крановщика для обслу­живания всех механизмов подвешивается к нижней части моста; консольные поворотные краны (рис. 2, б) грузоподъемностью до 5 т используют для передачи груза из одного пролета в другой. Проектирование промышленных зданий ведут с учетом особен­ностей технологического процесса и создания благоприятных усло­вий труда для рабочих.

Технологическая часть проекта, разработанная инженерами-тех­нологами данной отрасли производства, содержит:

план расстановки технологического оборудования (с указанием проездов, проходов, участков складирования и др.); габаритную высоту стационарного оборудования; сведения о внутрицеховом транспорте (вид, грузоподъемность, габариты и т.д.);

• параметры внутреннего микроклимата (температура и влажность воздуха, степень его чистоты и др.);

категорию производства по степени пожарной опасности; количество работающих в цехе.

Технологический процесс является основным фактором, опре­деляющим архитектурно-строительное решение здания, его сани-тарно-техническое и инженерное оснащение.

Основными объемно-планировочными параметрами здания являются:

пролет — расстояние между разбивочными осями продольных рядов колонн или стен;

шаг — расстояние между разбивочными осями поперечных ря­дов колонн или стен;

высота — расстояние от уровня пола до низа несущей конструк­ции покрытия (в одноэтажных зданиях) или расстояние между уровнями чистых полов (в многоэтажных зданиях). Совокупность расстояний между колоннами в продольном и поперечном направлениях называют сеткой колонн.

Единство технических решений при проектировании промыш­ленных зданий основано на унификации объемно-планировочных параметров. Это достигается ограничением числа размеров пролетов, шагов, высот этажей и величиной нагрузок на типовые конструкции. Преобладающий тип промышленных зданий — одноэтажные. Они предназначены для производств с горизонтальными схемами технологического процесса, для предприятий, использующих громозд­кое оборудование или выпускающих крупногабаритную продукцию.

Одноэтажные промышленные здания по конструктивному реше­нию бывают:

каркасные — представляют собой систему колонн, связанную с покрытием. Каркасный тип здания наиболее распространен в промышленном строительстве;

бескаркасные— имеют наружные несущие стены, усиленные пи­лястрами (местными утолщениями стены). Грузоподъемность кранов в таких зданиях до 5 т, пролеты не превышают 12 м;

По характеру конструктивного решения и особенностям выпол­нения различают следующие типы фундаментов промышленных зданий: ленточные, столбчатые, свайные.

По технологии возведения фундаменты разделяются на моно­литные и сборные,

по величине заглубления — на фундаменты мел­кого заложения и глубокого.

Промышленные здания каркасного типа имеют столбчатые фундаменты.

Монолитный столбчатый фундамент под железобетонную колон­ ну (рис. 3) условно делится на две части: подколонник и плиту, которая может иметь одну, две или три ступени. В верхней части

 

Рис. 3. Монолитныежелезобетонныефундаментыстаканноготипа:

а—пододнуколонну; б —подспаренныеколонны;

в — с увеличеннойбанкетнойчастью; г—спенькомподметаллическиеколонны;

1 —плитнаячасть (одно-, двух- илитрехступенчатая);

2 —подколонник; 3 —стакан; 4 —анкерныеболты

подколонника размещен стакан для колонны. Стакан поверху на 150 мм, понизу на 100 мм больше размеров колонны. Это обеспечи­вает удобство монтажа и лучшую центровку колонны. Глубину стака­на принимают на 50—150 мм больше заводимой в стакан части ко­лонны. Проектное положение низа колонны фиксируют слоем песка или бетона, зазоры между стенками стакана и поверхностью колон­ны заполняют бетоном на мелком гравии или цементно-песчаным раствором.

Соединение двухветвевых колонн с фундаментом можно осуществ­лять в одном общем стакане или в двух стаканах под каждую ветвь.

В местах сопряжения двух смежных температурных блоков или пролетов разного направления устраивают температурные швы, поэтому под каждую из близрасположенных колонн требуется свой стакан. При отсутствии в номенклатуре нужного двухстаканного подколонника фундамент устраивают монолитный.

Если же шов осадочный, то под каждую колонну устраивается свой фундамент.

Под фундаментами предусмотрено устройство подготовки в виде слоя бетона класса В5 толщиной 100 мм.

Плиты фундаментов армируют по низу подошвы сварными сетками. Подколонник армируют двумя вертикальными сетками, расположенными по коротким сторонам его сечения, а в пределах высоты стакана также горизонтально расположенными сварными сетками.

Фундаменты устраивают из бетона класса В 12,5, В15. Для рабо­чей арматуры применяется горячекатаная сталь классов А-П и А-П1.

Сборные железобетонные фундаменты изготовляют одноблочными или составными. Верхний элемент фундамента — подколонник опирают на один, два или три ряда фундаментных блоков. Нижний ряд блоков укладывают на песчаную подготовку, располагая их на расстоянии 600 мм один от другого. После установки подколонни­ка пазы между подколонником и плитами зачеканивают.

Сборные фундаментные плиты располагаются на выравнива­ющем слое песка.

Фундамент под металлические колонны (рис. 4) выполняется столбчатым с подколонником сплошного сечения. Подколонник снабжается анкерными болтами, которые на нижних концах имеют крюки или анкерные плиты, а на верхних выступающих концах — винтовую нарезку для закрепления с помощью гаек стальной колон­ны на фундаменте. Верх подколонника располагают на отметке -0,600 или -0,200. У колонны устраивают опорную базу — башмак. Под торец колонны укладывают стальной лист, обеспечивающий равно­мерную передачу нагрузки на большую площадь бетона фундамента. Базу, включая опорный лист и анкерные болты, заглубляют ниже от­метки чистого пола и обетонируют. Площадь верхней грани подко­ленника принимают такой, чтобы от оси анкерных болтов до грани подколонника было не менее 150 мм. Базы к фундаментам крепят анкерными болтами, заделываемыми в фундаменты при их изготов­лении. Болты пропускают через опорную плиту и другие элементы базы. Высота подколонника принимается не менее 700 мм и не ме­нее 35—40 диаметров болта.

 

Стены каркасных зданий опирают на фундаментные балки (рис.5), укладываемые между подколенниками фундаментов на специальные бетонные столбики.

 

В местах устройства ворот для въезда в цех автомобильного или железнодорожного транспорта фундаментные балки не укладыва­ют. Железобетонная рама ворот и участки стен в пределах этого шага колонн опираются на монолитную подбетонку.

Рис. 4. Башмакиифундаментыстальныхколонн:

а — башмакдвухветвевойколонны; б—схемажелезобетонногофундамента;

1 —стерженьколонны; 2 —опорныйлист; 3 —траверса;

4 —анкерныеплиты; 5, 6 —анкерныеболты;

7 —подливкарастворомилибетономклассапопрочностиВ15;

8 —связимеждуветвямиколонн; 9 —габаритыбашмака

 

Рис. 5. Железобетонныефундаменты

ифундаментныебалки:

а—фундаментнаябалка; б—опираниеблоковнафундаментыколонн;

1 —железобетоннаяколонна; 2 —заделкабетоном; 3 —раствор

Железобетонные фундаментные балки имеют трапециевидное или тавровое сечение. Их размеры зависят от шага колонн. Балки, примыкающие к температурному шву и торцевым стенам, укорачи­ваются на 500 мм. Верх фундаментных балок располагают на 30 мм ниже уровня пола. Устанавливают балки на подливку из цементно-песчаного раствора толщиной 20 мм. Таким же раствором заполня­ют зазоры между торцами балок и стенками подколонников.

По фундаментным балкам устраивают гидроизоляцию стен, со­стоящую из одного-двух слоев рулонного водонепроницаемого ма­териала на мастике. Во избежание деформации балок вследствие пучения грунтов снизу и с боков балок предусматривают подсыпку из шлака, песка или кирпичного щебня. Балки изготовляют из бе­тона класса В15—В30.

Свайные фундаменты (рис. 6.) под колонны промышленных зданий состоят из забивных или набивных свай, поверх которых укладывают ростверк и железобетонный башмак со стаканом для заделки колонн. Свайные фундаменты устраивают в случае залегания у поверхности земли слабых грунтов и при наличии грунтовых вод.

 

Рис. 6. Столбчатыефундаментынасваях:

а—квадратногосечения; б—трубчатогосечения;

1 —«куст»железобетонныхсвай; 2 —фундаментныйбашмак; 3 —колонна;

4 —заделкамонолитнымбетоном; 5 —железобетоннаяоболочка;

6 —трубчатаясвая

Лекция 2, 3

Железобетонныеконструкции промышленных зданий

Пространственную систему, состоящую из колонн, подкрановых балок и несущих конструкций покрытия, называют каркасом одноэтажного промышленного здания.

Вертикальные несущие элементы железобетонного каркаса называют колоннами. По расположению в здании колонны подраз­деляют на крайние и средние.

Колонны постоянного сечения (бесконсольные) (рис. 7) приме­няют в зданиях без мостовых кранов и в зданиях с подвесными кра­нами.

Колонны крайних рядов — прямоугольного постоянного по вы­соте сечения. Средние колонны, имеющие в плоскости поперечной рамы размер сечения менее 600 мм, снабжены вверху двусторонними консолями с таким выступом, чтобы длина площадки для опирания конструкции покрытия была равна 600 мм. При размере сече­ния 600 мм и более колонны не имеют консолей.

В колоннах, примыкающих к торцовым стенам, должны быть предусмотрены со стороны стен закладные детали для крепления приколонных стоек фахверка, у которых нулевая привязка к про­дольным осям.

Рис. 7. Сборныежелезобетонныеколонны

длябескрановыхпролетоводноэтажныхзданий:

а—крайниеколонны; б, в — средниеколонны;

1 —закладныестальныедеталидлякрепленияфермилибалокпокрытия;

2 —тожедляприваркианкеров, скрепляющихстенусколоннами;

3 —риски; 4 —анкерныйболт

Колонны изготовляются из бетона класса В15—В30. Основная рабочая арматура — стержневая из горячекатаной стали периоди­ческого профиля класса A-III.

Колонны прямоугольного сечения для здания с мостовыми кранами, имеющие консоли (рис. 8, а, б), применяют в зданиях пролетом 18 и 24 м, высотой до 10,8 м, оборудованных мостовыми кранами грузоподъемностью 10—20 т. Крайние колонны одноконсольные, средние — двухконсольные. Колонны имеют прямоугольное попе­речное сечение как в верхней (надкрановой), так и в нижней (под­крановой) части. Рис. 8. Сборныежелезобетонныеколонныдлякрановыхпролетов:

а, б —одноветвевые (крайниеисредние); в, г — двухветвевые;

1 —закладныедеталидлякреплениябалокилифермпокрытия; 2 —тоже

дляприваркианкеров, скрепляющихстенусколоннами; 3 —риски;

4 —анкерныеболты; 5 —закладныедеталидлякрепленияподкрановыхбалок

Колонны внутренних и наружных рядов, устанавливаемые в местах расположения вертикальных связей, должны иметь заклад­ные детали для крепления связей.

Колонны изготовляются из бетона класса В15, В25. Основная рабочая арматура — стержневая из горячекатаной стали периоди­ческого профиля класса A - III.

Двухветвевые колонны (рис. 8, в, г) применяются в зданиях пролетом 18, 24, 30 м, высотой от 10,8 до 18 м, оборудованных мос­товыми кранами грузоподъемностью до 50 т.

Для крайних колонн при шаге 6 м, высоте не более 14,4 м и грузоподъемности крана меньше или равной 30 т принята нулевая привязка, а в остальных случаях — 250 мм.

Колонны запроектированы в нижней части с двумя ветвями и соединительными распорками. Ветви, распорки и верхняя часть всех колонн имеют сплошное прямоугольное сечение.

Колонны изготовляются из бетона класса В15, В25. Основная рабочая арматура — стержневая из горячекатаной стали периоди­ческого профиля класса А-Ш.

Нижние части железобетонных колонн, заводимые в стакан, в номинальную высоту колонны не включаются. Колонны предна­значены для использования в условиях, когда верх фундаментов имеет отметку -0,150. Длину колонн подбирают в зависимости от высоты цеха и глубины заделки в стакан фундамента.

В зданиях с подстропильными конструкциями длина средних колонн уменьшается на 700 мм.

Подкрановые и обвязочные балки

Железобетонные подкрановые балки (рис. 9) применяют в зданиях при шаге колонн 6 и 12 м, при грузоподъемности кранов до 30 т. Балки имеют тавровое и двутавровое сечение с утолщением стенок на опорах. Унифицированные размеры балок принимают в зависимости от шага колонн и грузоподъемности кранов: при шаге колонн 6 м балки имеют длину 5950 мм, высоту сечения 800, 1000, 1200 мм; при шаге колонн 12 м длина балок 11 950 мм, высота 1400, 1600, 2000 мм. Изготовляют из бетона класса В25, В30, В40 с пред­варительно напряженной арматурой.

По местоположению в здании различают подкрановые балки рядовые и торцовые. Они отличаются местоположением закладных пластин.

В балках предусматриваются закладные элементы для крепле­ния к колоннам (стальные листы) и для крепления к ним крановых рельсов (трубки диаметром 20—25 мм через 750 мм подлине полки).

 

Рис. 9. Сборныежелезобетонныеподкрановыебалки:

а—пролетом 6 м; б—пролетом 12 м; в — опираниеподкрановойбалки

наколонну (общийвид); г—тоже, сфасадаивсечении;

1 —закладныедеталиколонны; 2 —тожеподкрановойбалки;

3 —стальнаяпланка; 4 —стальнаянакладка; 5 —заделкабетоном;

6 —отверстиядлякреплениярельса

Крепят подкрановые балки к колоннам сваркой закладных эле­ментов и анкерных болтов. Болтовые соединения после окончатель­ной выверки заваривают. Рельсы к подкрановым балкам крепят стальными парными лапками, расположенными через 750 мм. Под рельсы и лапки укладывают упругие прокладки из прорезиненной ткани толщиной 8—10 мм.

Во избежание ударов мостовых кранов о торцовые стены здания на концах подкрановых путей устраивают стальные упоры, снабжен­ные деревянным брусом.

Обвязочные железобетонные балки (рис. 10) предназначены для опирания кирпичных и мелкоблочных стен в местах перепада вы­сот пролетов, а также для повышения прочности и устойчивости высоких самонесущих стен. Обычно балки устраивают над окон­ными проемами. Железобетонные обвязочные балки имеют длину 5950 мм, высоту сечения 585 мм, ширину 200, 250, 380 мм. Их уста­навливают на стальные опорные столики и крепят к колоннам с по­мощью стальных планок, привариваемых к закладным элементам.

Стены над обвязочными балками можно предусматривать сплошными, с отдельными проемами, с ленточным остеклением.

Рис. 10. Обвязочныебалки, ихопираниенаколонны:

а—балкапрямоугольногосечения; б—балкапрямоугольного

сечениясполочкой; в—опираниебалок (видснизу) настальнуюконсоль;

1 —закладныедетали; 2 —сварнаяметаллическаяконсоль;

3 —монтажнаянакладка

Стропильные и подстропильные балки и фермы

В покрытиях зданий несущими элементами служат балки и фермы, укладываемые поперек или вдоль здания.

По характеру укладки балки и фермы бывают: стропильные, если они перекрывают пролет, поддерживают опертые на них конструк­ции покрытия, и подстропильные, если перекрывают 12-18-метро­вые шаги колонн продольного ряда и служат опорой для стропиль­ных конструкций.

Железобетонные стропильные балки (рис. 11) перекрывают про­леты 6, 9, 12 и 18 м. Для их изготовления используют бетон класса В15-В40. На верхнем поясе балок предусматривают закладные де-

 

 

Рис. 11. Железобетонныестропильныебалки:

а—односкатнаятавровогосечения; б—односкатнаядвутавровогосечения;

в—двускатная (пролетом 6-9 м); г—двускатная (пролетом 12-18 м);

д —решетчатая (пролетом 12-18 м); е—спараллельнымипоясами;

1 —опорныйстальнойлист; 2 —закладныедетали

тали для крепления плит покрытия или прогонов, на нижней полке и стенке балки — закладные детали для крепления путей подвесно­го крана.

Балки крепят к колоннам сваркой закладных деталей.

Названия балок зависят от очертания верхнего пояса.

Односкатные балки применяются в однопролетных зданиях. Балки имеют тавровое сечение с утолщением на опорах и с толщи­ной стенки 100 мм. Для 12-метровых пролетов используются балки двутаврового сечения с предварительно напряженной арматурой.

Двускатные балки предназначены для зданий со скатной кров­лей. Для пролетов 6 и 9 м применяются балки таврового сечения с утолщением на опоре и толщиной стенки 100 мм. Для 12—18-метро­вых пролетов предназначаются балки двутаврового сечения с верти­кальной стенкой толщиной 80 мм и с предварительно напряженной арматурой.

Решетчатые балки имеют прямоугольное сечение с отверстия­ми для пропуска труб, электрокабелей и др.

Балки С параллельными поясами используются для зданий с плос­кой кровлей. Они имеют двутавровое сечение с утолщением в опор­ных узлах и толщиной вертикальной стенки 80 мм.

Железобетонные стропильные фермы (рис. 12) используются в зданиях пролетом 18, 24, 30, 36 м. Между нижним и верхним пояса­ми ферм располагают систему стоек и раскосов. Решетка ферм пре­дусматривается таким образом, чтобы плиты перекрытия шириной 1,5 и 3 м опирались на фермы в узлах стоек и раскосов. В основном применяются плиты 3 м, на особо нагруженных участках — 1,5 м.

Широкое применение получили сегментные безраскосные фер­мы пролетом 18 и 24 м, сечения верхнего и нижнего пояса прямо­угольные.

Для уменьшения уклона покрытия для многопролетных зданий предусматривают устройство на верхнем поясе ферм специальных стоек (столбиков), на которые опирают плиты покрытия. Прида­ние покрытию малого уклона обеспечивает лучшую возможность механизации кровельных работ, что создает большую надежность кровли в эксплуатации. Однако из-за необходимости увеличения при этом высоты наружных стен малоуклонные кровли целесооб­разны в многопролетных зданиях.

Подстропильные фермы изготовляют трех видов:

• для малоуклонных кровель большей высоты;

• для скатных кровель меньшей высоты с устройством стоек на опорах, служащих опорой для крайних настилов покрытия;

•

 

• с провисающим нижним поясом.

Рис. 12. Железобетонныефермы:

а, б — стропильныесегментныераскосные;

в _ стропильнаяарочнаябезраскосная;

г_ стропильнаябезраскоснаясопорамидляустройстваплоскихпокрытий;

д _ стропильнаяспараллельнымипоясами;

е—подстропильнаядляскатныхпокрытий;

ж—подстропильнаядляплоскихпокрытий

В опорных частях подстропильной фермы и в ее среднем ниж­нем узле предусмотрены площадки для опирания стропильных ферм. Изготовляют фермы из бетона класса В25—В40. Нижний пояс выполняют предварительно напряженным и армируют пучками из высокопрочной проволоки. Для армирования верхнего пояса, рас­косов и стоек применяют сварные каркасы из горячекатаной стали периодического профиля.

Крепят фермы к колоннам болтами и сваркой закладных дета­лей. В фермах предусмотрены закладные детали.

Привязка колонн к разбивочным осям здания

В одноэтажных промышленных зданиях с железобетонным и сме­шанным каркасами колонны крайних рядов по отношению к про­дольным разбивочным осям имеют нулевую привязку, т.е. наружная грань колонны совмещается с продольной разбивочной осью и со­впадает с внутренней гранью стенового ограждения. При этом между внутренней гранью панели и колонной должен быть предусмотрен зазор 30 мм (рис. 13).

Колонны средних рядов в железобетонном, стальном и смешан­ном каркасах имеют по отношению к продольной разбивочной оси центральную привязку, т.е. разбивочная ось среднего ряда колонн совмещается с осью сечения надкрановой части колонн.

Колонны крайних рядов в стальном каркасе по отношению к продольной разбивочной оси имеют привязку 250 мм и совмеща­ются с внутренней гранью стеновой панели с зазором 30 мм.

Торцовые колонны основных рядов любого каркаса по отноше­нию к крайней поперечной разбивочной оси имеют привязку 500 мм, т.е. ось колонны отстает от этой крайней поперечной разбивочной оси на 500 мм.

Все колонны фахверка устанавливаются в торцах пролетов с шагом 6 м и предназначены для навешивания на них стеновых пане­лей и восприятия ветровых нагрузок. Независимо от рода материала по отношению к поперечной разбивочной оси пролета колонны фах­верка имеют нулевую привязку.

В железобетонном и смешанном каркасах при пролете 72 м и более, а в стальном каркасе — 120 м и более посредине пролетов в поперечном направлении предусматривается температурный шов, который устраивается за счет установки пары колонн, оси которых отстают от оси температурного шва, совмещенного с очередной шаговой осью, на 500 мм каждая. Благодаря этому создается два температурных блока, независимо работающих под нагрузкой. Для обеспечения пространственной жесткости и устойчивости колонн в вертикальном направлении в середине температурного блока меж ду колоннами предусматриваются вертикальные стальные связи (при шаге колонн 6м — крестовые, при шаге 12 м — портальные).

 

Рис. 13. Привязканесущихконструкцийодноэтажных

промышленныхзданийкразбивочнымосям:

а —продольныхнаружныхстениколонн (бескрановыхзданий);

б — продольныхстениколонн (прикранахгрузоподъемностьюдо 30 т);

в —продольныхнаружныхстениколонн (прикранах

грузоподъемностьюдо 50 т); г—вторцовыхстенах;

д — в местахдеформационныхшвов (ДШ); е—фрагментпланаздания;

1 —стены; 2 —колонны; 3 —подвеснойкран; 4 —мостовойкран;

5 —фахверковаяколонна; 6 —подкрановаябалка

Продольные температурные швы или переход высот продоль­ных пролетов решаются на двух рядах колонн, при этом предусмат­риваются парные разбивочные оси со вставкой 500, 1000, 1500 мм. В здании со стальным каркасом переход высот осуществляется на одной колонне за счет изменения высоты ее ветвей.

Примыкание двух взаимно-перпендикулярных пролетов осу­ществляется на двух колоннах со вставкой по наружной стене и в уровне покрытия. Размер вставки определяется в зависимости от толщины наружных стен и от привязки колонн.

В здании при наличии мостовых электрокранов вертикальные оси крановых путей отстают от продольных разбивочных осей зда­ния на 750 мм (без прохода) и на 1000 мм (с проходом), а при нали­чии подвесных кранов вертикальные оси подвески и передвижения их отстают от продольных разбивочных осей на 1500 мм.

Обеспечение пространственной жесткости железобетонного каркаса

Система связей призвана обеспечить необходимую простран­ственную жесткость каркаса. В ее состав входят:

· вертикальные связи;

· горизонтальные связи по верхнему (сжатому) поясу ферм;

· связи по фонарям.

Вертикальные связи располагают:

· между колоннами в середине температурного блока в каждом ряду колонн: при шаге колонн 6м — крестовые; 12м — порталь­ные. В зданиях бескрановых и с подвесными кранами связи ста­вят только при высоте колонн 9,6 м. Выполняют связи из угол­ков или швеллеров и крепят к колоннам с помощью косынок (рис. 14);

· между опорами ферм и балок связи ставят в крайних ячейках температурного блока в зданиях с плоским покрытием. Без под­стропильных конструкций — в каждом ряду колонн, с подстро­пильной конструкцией — только в крайних рядах колонн.

Горизонтальными связями являются: плиты покрытия;

· в торцах фонарных проемов устойчивость стропильных балок и ферм обеспечивается горизонтальными крестовыми связями, установленными в уровне верхнего пояса, в последующих проле­тах (под фонарями) — стальными распорками; при больших пролетах и высоте здания на уровне нижнего по­яса ферм устраивают горизонтальные связи между крайними парами ферм, находящимися в торцах здания; в зданиях с шагом крайних и средних колонн 12 м предусматри­ваются горизонтальные фермы в торцах (по две в каждом пролете на температурный блок). Эти фермы стоят на уровне нижнего пояса стропильных ферм. Рис. 14 Обеспечениепространственнойжесткостикаркаса:

а—размещениегоризонтальныхсвязейвпокрытии; б—усилениеторцовых

стенвенцовымифермами; в —размещениевертикальныхсвязейвзданиях

сплоскимипокрытиями (безподстропильныхконструкций);

г—вертикальныесвязивзданияхсподстропильнымиконструкциями;

д—вертикальныекрестовыесвязи; е—вертикальныепортальныесвязи;

1 —колонны; 2 —стропильныефермы; 3 —плитыпокрытия; 4 —фонарь;

5 —ветроваяферма; 6 —горизонтальнаякрестоваясвязь (вторцахфонарногопроема); 7 —стальныераспорки (вуровневерхнего

поясаферм); 8 —подкрановыебалки; 9 —металлическиесвязевые

фермымеждуопорамистропильныхферм; 10 —вертикальныекрестовые

связи (впродольномрядуколонн); 11 —подстропильныефермы;

12 —вертикальныепортальныесвязи (впродольномрядуколонн)

 

Узлысборногожелезобетонного каркаса

Места сопряжений разнотипных элементов сборного каркаса называют узлами (рис. 15). Узлы железобетонных каркасов должны удовлетворять требованиям прочности, жесткости, долговечности; неизменяемости сопрягаемых элементов при действии монтажных и эксплуатационных нагрузок; простоты при монтаже и заделке.

Сопряжение колонны с фундаментом. Глубина заделки колонн прямоугольного сечения 0,85 м, двухветвевого — 1,2 м. Стык замоно-личивают бетоном класса не ниже В15. Бороздки на гранях колонны способствуют лучшему сцеплению бетона в полости стыка.

Опирание подкрановой балки на выступы колонны. К опорам бал­ки (до ее установки) приваривают стальной лист с вырезами для анкерных болтов. На опорах колонны балку закрепляют к анкер­ным болтам и приваривают закладные детали. Верхнюю полку под­крановой балки закрепляют стальными планками, приваренными к закладным деталям.

Сопряжение стропильных ферм и балок с колонной. К опорам стро­пильных конструкций приваривают стальные листы. После установ­ки и выверки опорные листы стропильных конструкций привари­вают к закладным деталям на оголовке колонны.

Опирание подстропильных конструкций на оголовке колонны. За­кладные детали стыкуемых элементов сваривают потолочным швом.

Крепление подвесных кранов к конструкциям покрытия. Несущие балки кранов закрепляют болтами к стальным обоймам на стропиль­ных конструкциях. Перекидные балки перераспределяют нагрузку от подвесных кранов между узлами стропильных ферм.

Сопряжение стропильных и подстропильных элементов аналогич­но креплению ферм и балок на оголовке колонн.

Многоэтажныйсборныйжелезобетонныйкаркас

Многоэтажные промышленные здания возводят, как правило, каркасными.

В зависимости от типа перекрытия конструктивная схема зда­ния может быть балочная и безбалочная.

В балочных железобетонных каркасах (рис. 16) несущими эле­ментами являются фундаменты с фундаментными балками, колон­ны, ригели, панели перекрытий и покрытия, а также металлические связи.

Фундаменты устраивают столбчатые стаканного типа.

Колонны сечением 400 х 400, 400 х 600 мм консольного типа высотой в один этаж (для зданий с высотой этажа 6 м и для верхних этажей трех- и пятиэтажных зданий), в два этажа (для двух нижних,

 

 

Рис. 15. Узлыжелезобетонногокаркасаодноэтажныхпромышленныхзданий: а — сопряжениеколоннысфундаментом; б—опираниеподкрановойбалки

наколонну; в — сопряжениебалокифермсколонной; г—опирание

подстропильныхконструкцийнаоголовкеколонны; д—креплениеподвесных

крановкнесущимбалкампокрытия; е—опираниестропильных

иподстропильныхбалокнаоголовкиколонны;

ж—сопряжениестропильных, подстропильныхферм;

1 —фундамент; 2 —колонна; 3 —монолитныйбетон; 4 —бороздки;

5 —закладнаядеталь; 6 —крепежнаяпланка; 7 —болтыМ20;

8 —опорныйлисттолщиной 12 мм; 9 —подстропильныебалки;

10 —сварнойпотолочныйшов; 11 —стропильнаябалка;

12 —стальнаяобойма; 13 —несущаябалкаподвесногокрана;

14 —стропильнаяферма

 

Рис. 16. Многоэтажноезданиесбалочнымиперекрытиями:

 

а—поперечныйразреззданиясплитами, опертыминаполкиригелей;

б—план; в—деталикаркаса; 1 —самонесущаястена; 2 —ригельсполками;

3 —ребристыеплиты; 4 —консольколонны;

5 —железобетонныйэлементдлязаполнениядеформационныхшвов

 

 

Рис. 17. Сопряжениеколоннмеждусобойисригелями:

а—конструкциястыкаколонн; б—общийвидсопряженияколонныиригеля;

1 —стыкуемыеоголовкиколонн; 2 —центрирующаяпрокладка;

3 —рихтовочнаяпластинка; 4 —арматураколоннырабочая;

5 —тожепоперечная; 6 —стыковыестержни;

7 —зачеканкаизамоноличиваниебетономклассаВ25; 8 —ригель;

9 —плитаперекрытия (связевая); 10 —закладныедеталиколонны

ригеляиплит; 11 —сваркаарматуры, выпущеннойизколонныиригелей;

12 —накладкадлясваркиплит

а также для верхних этажей четырехэтажных зданий) и в три этажа (для зданий с высотой этажа 3,6 м). У крайних колонн для опирания ригелей имеются консоли с одной стороны, у средних колонн — консоли с обеих сторон. Колонны изготовляют из бетона класса В15-В40.

На консоли колонн в поперечном направлении укладывают ри­гели. Их изготовляют из бетона класса В25, В30. Ригели первого типа (с полками для опирания плит) перекрывают пролеты 6 и 9 м. Риге­ли второго типа имеют прямоугольное сечение, их применяют в пе­рекрытиях при установке провисающего оборудования.

Плиты перекрытий и покрытий изготовляются с продольными и поперечными ребрами из бетона класса В15—В35. По ширине их подразделяют на основные и доборные, укладываемые у наружных продольных стен. У основных плит, укладываемых по верху риге­лей, в торцах имеются вырезы (для пропуска колонн). При нагруз-ках на перекрытие до 125 кН/м² применяются плоские пустотелые плиты, а вдоль средних рядов колонн укладывают сантехнические панели.

Связи между колоннами устанавливают поэтажно в середине тем­пературного блока по продольным рядам колонн. Их изготовляют из стальных уголков в виде порталов или треугольников такой же конструкции, как и в одноэтажных зданиях.

Привязка колонн крайних рядов и наружных стен к продольным разбивочным осям нулевая, либо разбивочная ось здания проходит по центру колонны. Привязка колонн торцовых стен принимается 500 мм, а в зданиях с сеткой колонн 6x6 м — осевая. Колонны средних рядов располагаются на пересечении продольных и поперечных осей. Узлы каркаса (рис. 17) — это опорные соединения однотип­ных или разнотипных сборных элементов, обеспечивающих про­странственную жесткость конструктивных стержней. К основным узлам относят:

сопряжение ригелей с колоннами достигается сваркой закладных деталей ригелей и консолей колонн, а также сваркой выпусков верхней арматуры ригелей со стержнями, пропущенными сквозь тело колонны. Зазоры между колоннами и торцами ригелей за­полняют бетоном;

стыки колонн многоэтажных зданий для удобства монтажа пре­дусматривают на высоте 0,6 м от уровня пола. Торцы колонн снабжены стальными оголовкам. Стык осуществляется привар­кой стыковых стержней к металлическим оголовкам с после­дующим замоноличиванием;

стыки плит перекрытия. Уложенные плиты соединяют сваркой закладных деталей с ригелями, с колоннами и между собой. По­лости стыков между ребрами замоноличивают бетоном. Безбалочный железобетонный каркас с сеткой колонн 6x6м в виде многоярусной и многопролетной рамы с жесткими узлами и нагрузками на перекрытие от 5 до 30 кН/м² (рис. 18).

Основные элементы каркаса: колонны, кап