МУ по выполнению ПЗ № 3 ОП
.pdf
балок на колонны или стены в опорных узлах имеются закладные детали в виде металлических листов.
Балки с параллельными поясами применяют для зданий с плоскими покрытиями и пролетами 12, 18 и 24 м. Сечение балок — двутавровое, толщина вертикальной стенки 30...80 мм. В опорных узлах сечение балки прямоугольное. Основные размеры таких балок показаны на рисунок 21, в. В вертикальной стенке балок часто устраивают сквозные отверстия для прокладки различных внутрицеховых коммуникаций (короба вентиляции, осветительные коммуникации, технологические трубопроводы и т.п.), что позволяет более рационально использовать внутреннее пространство помещений.
Подстропильные балки служат опорами для стропильных балок в зданиях с плоскими или скатными покрытиями. Балки рассчитаны на сосредоточенную нагрузку, приложенную в середине пролета. Длина балки соответствует пролету 12 м, высота ее 1500 мм, сечение — тавровое с полкой внизу. В опорных узлах и в середине нижний пояс имеет утолщения для установки концов стропильных балок (рисунок 21, г).
Сегментные стропильные фермы применяют для устройства скатных покрытий с фонарями или без них. Ферма имеет верхний пояс сегментного очертания с прямолинейными участками между узлами и прямолинейный нижний пояс. Решетка состоит из стоек и наклонных элементов
— раскосов. Фермы применяют для перекрытия пролетов в 18, 24 и 30 м. Сечения верхнего и нижнего поясов — прямоугольные одинаковой ширины (рисунок 22).
Рисунок 22 – Сегментные железобетонные фермы
61
Высота в опорных узлах для всех ферм принята равной 800 мм, что позволяет сочетать фермы с односкатными железобетонными балками без перепада высоты покрытия.
Фермы устанавливают на железобетонные колонны при шаге колонн 6 м или на подстропильные фермы при шаге колонн 12 м.
Фермы с параллельными поясами используют для устройства плоских покрытий зданий без фонарей (рисунок 23) [2]. Длина ферм рассчитана на пролеты 18 и 24 м, верхний и нижний пояса располагают параллельно, решетка состоит из стоек и раскосов, расстояние между основными узлами — 30 мм. Высота ферм равна 2700 мм, ширина нижнего и верхнего поясов одинаковая — 240 и 280 мм, нижний пояс имеет большее сечение.
Рисунок 23 – Железобетонные фермы с параллельными поясами: а — фермы для пролетов 18 м; б — фермы для пролетов 24 м
Подстропильные железобетонные фермы применяют в покрытиях зданий при шаге колонн 12 м и пролетами, равными 18, 24 и 30 м, для опирания на них стропильных ферм, устанавливаемых с шагом 6 м. Подстропильные фермы для скатных покрытий имеют горизонтальный нижний пояс и верхний ломаный; в опорных узлах располагают вертикальные стойки для опирания плит покрытий (рисунок 24, а) [2].
62
Рисунок 24 – Подстропильные фермы:
а— ферма для зданий со скатными покрытиями;
б— ферма для зданий с плоскими покрытиями
При применении ферм с параллельными поясами для зданий с плоскими покрытиями подстропильные фермы изображены на рисунок 24, б [2].
4.7.2 Металлические конструкции каркаса зданий
При строительстве одноэтажных производственных зданий (при высоте этажа больше 18 м и шаге колонн более 12 м), а также для зданий с мостовыми кранами грузоподъемностью более 75 т или двухъярусном расположении кранов часто применяют металлические конструкции (СНиП II-23-81). Металлические каркасы применяют также для зданий, возводимых на подрабатываемых территориях и на вечномерзлых грунтах при пролетах более 12 м или при высоте этажа более 8,4 м, а также для зданий с большими динамическими нагрузками [2].
Металлические несущие конструкции покрытий
предусматривают в зданиях с легким покрытием (не более 0,1 кПа), в зданиях с пролетами более 30 м при скатных покрытиях и более 24 м при плоских покрытиях. На рисунке 25 показан поперечный разрез трехпролетного здания с металлическим каркасом.
Рисунок 25 – Здание с металлическими конструкциями (поперечный разрез)
63
Металлический каркас состоит из колонн, ферм покрытий, горизонтальных и вертикальных связей по колоннам и фермам покрытия (рисунок 26) [2]. Продольные вертикальные связи колонн устанавливают в каждом продольном ряду в середине температурного блока.
Рисунок 26 – Схема металлического каркаса одноэтажного здания: а — план; б — продольный разрез; в — поперечный разрез;
1 — фермы; 2 — растяжки по верхнему поясу; 3 — растяжки по нижнему поясу; 4 — горизонтальные связи; 5 — вертикальные связи
Несмотря на то, что настил из железобетонных плит, приваренных к фермам, образует горизонтальную жесткую диафрагму для обеспечения пространственной жесткости каркаса, фермы по краям температурного блока попарно соединяются горизонтальными и вертикальными связями в единый блок. Остальные фермы соединяют продольными верхними (в плоскости верхнего пояса ферм) распорками и нижними растяжками (в плоскости нижнего пояса).
Вертикальные связи покрытия располагают в плоскостях продольных крайних рядов колонн и посередине пролета, равного 24 и 30 м, а при пролете в 36 м — в третях пролета.
Связи (распорки и растяжки) изготавливают из прокатных стальных профилей, уголков или швеллеров одиночных или двойных, соединенных сваркой.
64
4.7.2.1 Конструкции стальных колонн
Стальные колонны для одноэтажных зданий, оборудованных кранами, устанавливают в зданиях высотой до 23,4 м, с пролетами до 30 м [2].
Такие колонны, в соответствии с действующими сериями типовых рабочих чертежей, предусмотрены в двух вариантах: с проходными отверстиями сквозь колонну для возможности обслуживания кранов во время работы и без проходных отверстий.
Колонны имеют ступенчатую форму, верхние части их — сплошного двутаврового сечения. Габариты колонн зависят от высоты этажа и грузоподъемности кранов. Колонны состоят из двух сварных двутавровых ветвей, соединенных решеткой из прокатных уголков (рисунок 27) [2].
Рисунок 27 – Стальная колонна
Крайние колонны имеют внутреннюю ветвь, а наружную в виде составного швеллера из двух прокатных уголков, соединенных листом. Заглубляют колонны ниже отметки чистого пола на 1000 мм и закрепляют с помощью анкерных болтов к фундаментам.
65
4.7.2.2 Конструкции стальных подкрановых балок
Стальные подкрановые балки применяют в зданиях пролетом от 18 до 30 м, оборудованных мостовыми кранами грузоподъемностью от 5 до 200 т при шаге колонн 6, 12 и 24 м. Они имеют тавровое сечение со сплошной стенкой, усиленной вертикальными двусторонними ребрами, а в балках пролетом 24 м имеются дополнительные горизонтальные ребра. В опорных узлах торцевые ребра выступают за плоскость [2].
4.7.2.3 Несущие стальные стропильные конструкции
Несущими стропильными конструкциями при применении металлического каркаса являются стальные фермы. Они могут применяться также и при смешанном каркасе, т.е. с железобетонными колоннами [2].
Фермы стропильные для скатных покрытий, применяемые для зданий, оборудованных фонарями или без них, имеют пролеты от 18 до 36 м (рисунок 28) [2].
Рисунок 28 – Стальные стропильные фермы для скатных покрытий
Геометрические очертания ферм для всех пролетов построены по единой схеме. Фермы подразделяют на бесшпренгельные, рассчитанные на плиты покрытия шириной 3 м (в этом случае верхние узлы располагают на расстоянии
66
3 м) и шпренгельные. Последние имеют дополнительную решетку, образующую в верхнем поясе узлы через 1,5 м и передающую усилия на основные раскосы. В этом случае на фермы укладывают плиты шириной 1,5 м.
Такие фермы изготовляют путем сварки прокатных уголков различных сечений, соединяемых попарно. Прокатные профили изготовляют из стали марки Ст3.
Фермы подстропильные применяют для устройства покрытий зданий при шаге колонн 12 м и шаге стропильных ферм — 6 м. Фермы представляют собой решетчатую конструкцию с параллельными поясами.
Все элементы ферм изготовляют из стальных прокатных уголков, соединенных попарно с зазором по толщине фасонок. Для опирания стропильной фермы на подстропильную в среднем опорном узле имеется горизонтальная опорная площадка из стального листа шириной 280 мм, приваренная по верху прямоугольной фасонки.
Фермы треугольные с пролетами в 18, 24, 30 и 36 м применяют для покрытий однопролетных зданий без фонарей с кровлей из волнистых асбестоцементных листов или штампованного стального листа, укладываемых по прогонам. По конструкции такие фермы не отличаются от описанных выше, однако их делают с большим уклоним (1:3,5). Прогоны в этом случае применяют стальные — прокатные. Водоотвод с покрытий устраивают наружный.
Фермы стропильные для плоских покрытий применяют в бесфонарных зданиях с пролетами 18...36 м и шаге колонн 6 и 12 м. Их можно устанавливать как на стальные, так и на железобетонные колонны. Пояса фермы и решетку изготовляют из прокатных уголков (рисунок 29, а) [2].
При опирании подстропильной фермы на колонну на верхний торец колонны устанавливается надколонник, представляющий собой двутавровую стальную стойку с опорной площадкой в верхней части и опорным листом в нижней. Подстропильные фермы имеют такую же конструкцию, как и стропильные и применяются при шаге колонн 12 м (рисунок 29, б).
67
Рисунок 29 – Стальные фермы для плоских покрытий:
а— стропильные фермы; б — подстропильные
4.8Многоэтажные производственные здания из железобетонных конструкций
4.8.1 Унифицированные габаритные схемы и типы многоэтажных зданий
Многоэтажные промышленные здания сооружают для различных отраслей промышленности. В настоящее время площадь таких зданий составляет около 20% от общей производственной площади. При строительстве компактных зданий заметно сокращается протяженность различных инженерных и транспортных коммуникаций [2].
Вмногоэтажных зданиях размещают предприятия химической, радио- и электротехнической, легкой и пищевой промышленности, в которых выпускаемая продукция и применяемое технологическое оборудование имеют сравнительно небольшой вес — его можно располагать на междуэтажных перекрытиях.
Втаких зданиях располагаются также производства, в которых технологический процесс организуется по вертикали. В этом случае материалы поднимают на верхний этаж, откуда они под действием силы тяжести перемещаются на нижележащие этажи для переработки.
Преобладающей конструктивной схемой многоэтажных зданий является каркасная схема с навесными стенами. Многоэтажное каркасное здание из
сборных железобетонных элементов показано на рисунке 30 [2]. Здания с
68
несущими стенами и внутренним каркасом применяют в последние годы сравнительно редко.
Рисунок 30 – Схема многоэтажного каркасного здания
Унифицированными габаритными схемами предусмотрены двух, трех- и многопролетные здания в 3, 4 и 5 этажей. Сетка колонн — 6х6, 9х6 м, также разработаны типовые конструкции перекрытий для сеток колонн 12х6 м. Для верхних этажей с подвесным подъемно-транспортным оборудованием грузоподъемностью до 10 т применяют пролет 18 м. Высота этажей может быть 7,2 и 10,8 м. Высоту 7,2 м применяют для первого и верхнего этажа, высоту 10,8 м
— только для верхнего этажа. Каждой унифицированной схеме присваивается шифр. Например, 3-6-3 (6; 4,8) — здание трехпролетное, пролет равен 6 м, трехэтажное с высотой первого этажа 6 м, второго и третьего 4,8 м.
4.8.2 Здания из сборных железобетонных элементов
Многоэтажные каркасные здания сооружают по рамной схеме жесткими узлами. Каркас состоит из вертикальных стоек (колонн), соединенных жестко с балками (ригелями) междуэтажных перекрытий и покрытий. В совокупности они образуют поперечную многоярусную раму, жестко защемленную в фундаментах. В продольном направлении поперечные рамы связывают настилом перекрытий и покрытий, образующих жесткие диафрагмы. Продольная жесткость обеспечивается также дополнительными стальными связями, которые размещают посредине каждого температурного блока (рисунок 31) [2].
69
Рисунок 31 – Продольные стальные связи каркаса многоэтажного здания: 1 — стальные связи; 2 — балки междуэтажных перекрытий (ригели); 3 — настил перекрытий
Колонны применяются типовые железобетонные. По высоте колонны могут быть двухэтажной разрезки, высотой на два этажа, и поэтажной — высотой на один этаж (рисунок 32) [2].
Рисунок 32 – Типовые колонны для каркасов многоэтажных зданий
Для двух нижних этажей, как правило, применяют колонны только двухэтажной разрезки. Для третьего и четвертого этажа высотой 3,6 и 4,8 м устанавливают колонны тоже двухэтажной разрезки.
70