Вертикальные связи.

Вертикальные связи располагают в середине температурных блоков в каждом ряду колонн. При шаге колонн 6 м по верху всех колонн дополнительно устанавливают продольные распорки. Связи по колоннам делают крестовыми (при шаге колонн 6 м) и портальными (при шаге 6 и 12 м в более высоких зданиях с использованием крупногабаритного транспорта).

Вертикальные связи обеспечивают:

1. свободные перемещения конструкций в обе стороны;

2. снижению температурных напряжений в колоннах;

3. жесткость и устойчивость в продольном направлении.

Этажерка.

Этажерка предназначена для размещения технологического оборудования на открытых площадках и в зданиях, с зонированием по вертикали. Состав этажерок:

1. колонны (400x400)

2. ригели промежуточного сечения (400x800)

3. плиты (1,5×6;1,2×6;1×6 м; Н=400 мм)

Ригели предназначены для использования в составе междуэтажных перекрытий. Ригели устанавливаются на консоли железобетонных колонн и соединяются с колоннами сваркой, арматурой из закладных деталей и замоналичиваются.

Горизонтальные связи.

Для повышения устойчивости одноэтажного промышленного здания в продольном направлении предусматривают систему горизонтальных связей между несущими элементами покрытия.

Их устраивают по нижним поясам стропильных конструкций по периметру здания и по краям температурного блока.

Связи в покрытиях выбирают:

1. с учетом вида каркаса

2. типа покрытий

3. высоты здания

4. вида внутрицехового, подъёмно-транспортного оборудования, его грузоподъемности и режим работы.

Железобетонные каркасы одноэтажных промышленных зданий. Сбор­ный вариант железобетонного каркаса одноэтажного здания состоит из поперечных рам, объединенных в пространственную систему продольны­ми конструктивными элементами (плитами, прогонами, подкрановыми и обвязочными балками, подстропильными конструкциями и др.) и связя­ми (рис. XI-3). Поперечную раму образуют колонны, жестко заделанные в фундаменты, и ригели, шарнирно соединенные с колоннами. В качест­ве ригелей могут выступать балки, фермы и другие несущие конструк­ции.

Колонны в системе каркаса воспринимают вертикальные и горизон­тальные нагрузки постоянного и временного характера. В силу этого кон­струкции колонн должны отвечать повышенным требованиям прочности, жесткости и устойчивости. Для массового индустриального строительства разработаны типовые конструкции сборных железобетонных колонн для зданий без мостовых опорных кранов и для зданий с опорными мостовы­ми кранами.

Длину колонн выбирают с учетом высоты здания (от пола до низа несущих кон­струкций покрытия) и глубины заделки в фундаменты. Размеры сечения колонн зависят от нагрузки и длины колонн, их шага и расположения (в крайних или средних рядах).

Все типовые колонны предназначены для применения в том случае, когда верх фундаментов под них имеет отметку - 0,150.

При использовании в покрытиях железобетонных подстропильных конструкций длина колонны средних рядов принимается на 600 мм меньше, чем в покрытиях только со стропильными конструкциями.

Фундаменты под колонны в виде отдельных опор по способу возве­дения подразделяют на монолитные и сборные.

Монолитный фундамент состоит из подколонника с отверстием (ста­каном) для заделки колонн и ступенчатой плотной части.

Высота унифицированных фундаментов составляет 1,5 и от 1,8 до 4,2 м с градацией через 0,6 м, размеры их подошв в плане от 1,5x1,5 до 6,6x7,2 м с модулем 0,3 м, а размеры подколонников в плане - от 0,9x0,9 до 1,2x2,7 м (через 0,3 м). Высоту ступеней принимают 0,3 и 0,45 м с сов­мещением уступов, обеспечивающих уклон 2:1.

Под спаренные колонны в местах деформационных швов устраивают монолитные фундаменты с двумя раздельными стаканами (рис. Х1-5, в). Установлены следующие размеры стаканов: глубина 0,8, 0,9 и 1,25 м; раз­меры по верху и дну соответственно на 150 и 100 мм больше размеров се­чения колонн (рис. XI-5, е)

В целях унификации и сокращения числа типоразмеров колонн верх монолитных и сборных фундаментов располагают на 150 мм ниже отмет­ки ±0.000. Это позволяет монтировать колонны при засыпанных котлова­нах, после устройства подготовки под полы и прокладки подземных ком­муникаций.

Железобетонные подкрановые и обвязочные балки. Подкрановые бал­ки с уложенными по ним рельсами образуют пути движения мостовых кранов. Они придают зданию также дополнительную пространственную жесткость.

Железобетонные подкрановые балки могут иметь тавровое или двутавровое сечение (рис. XI-7, а, б). Первые предусматри­вают при шаге колонн 6 м, вторые - при шаге 12 м. Железобетонные подкрановые балки устанавливают под краны грузоподъемностью до 32 т.

К колоннам балки крепят сваркой закладных элементов и анкерными болтами (рис. XI-7, в).

Во избежание ударов мостовых кранов о колонны торцового фахверка здания на концах подкрановых путей устраивают стальные упоры с амор­тизаторами - буферами из деревянного бруса (рис. XI-7, д).

Обвязочные балки служат для опирания кирпичных и мел­коблочных стен в местах перепада высот смежных пролетов, а также для повышения прочности и устойчивости высоких самонесущих стен.

Несущие конструкции покрытия из сборного железобетона, решаемые по плоскостной схеме, могут состоять только из стропильных и из стропильных и подстропильных элементов (см. рис. XI-3).

Несущие конструкции, сос­тоящие только из стропиль­ных элементов, применяют при одинаковом шаге ко­лонн по крайним и средним рядам, а с применением под­стропильных элементов-ког-да шаг колонн по наружному и среднему рядам различен. Например, часто шаг колонн по наружному ряду прини­мают 6 м, а по среднему -12 м.

Выбор оптимального ва­рианта несущих конструк­ций, т.е. с использованием подстропильных конструк­ций или без них, зависит от необходимости применения укрупненной сетки колонн

по технологическим соображениям, от ограждающих конструкций по­крытия, способов передачи нагрузок на элементы каркаса и др.

Стальные каркасы одноэтажных зданий по конструктивным схемам решают аналогично железобетонным. Исключение составляют некоторые конструктивные решения с применением облегченных вариантов.

Колонны. В зависимости от габаритов здания, наличия и вида подъем­но-транспортных средств и конструкций покрытия применяют колонны сплошного и сквозного типов с постоянным или переменным по высоте сечением (рис. XI—11).

Колонны сплошного постоянного сечения (рис. XI—11, а) используют в зданиях без мостовых кранов высотой до 8,4 м. Их выполняют из дву­тавров с параллельными гранями полок

Верх колонн (оголовок) решают в зависимости от способа соединения со стропильными конструкциями.

В зданиях без опорных мостовых кранов высотой от 9,6 до 18 м при­меняют колонны сквозного двухветвевого сечения с двухплоскостной безраскосной решеткой (рис. XI—11, б). Ветви колонн выполняют из дву­тавров от № 20 до № 70. Расстояние между ветвями (ширина колонн)

Для зданий высотой от 8,4 до 9,6 м, оборудованных мостовыми опор­ными кранами грузоподъемностью до 20 т, разработаны колонны сплош­ного постоянного сечения, а для зданий с кранами до 50 т и высотой от 10,8 до 18 м - двухветвевые колонны (рис. XI—11, в, г).

При использовании в зданиях кранов грузоподъемностью более 50 т, а также при их двухъярусном расположении или на случай предполагае­мого расширения производства применяют колонны раздельного типа.

Фундаменты под стальные колонны устраивают монолитными столбча­того типа без отверстия (стакана). Их размеры принимают такими же как и для сборных железобетонных колонн. Базы крепят к фундаментам анкерными болтами.

Стальные подкрановые балки по статической схеме подразделяют на разрезные и неразрезные. Преимущественно распространены разрезные балки, так как они просты по конструкции, менее чувствительны к осадкам опор, несложны в монтаже, но по сравнению с неразрезными имеют большую высоту и более металлоемки. Неразрезные балки сложнее мон­тировать и перевозить.

По сечению подкрановые балки подразделяют на сплошные и решет­чатые. Балки сплошного сечения, устанавливаемые при шаге колонн 6 м и небольшой грузоподъемности кранов, изготавливают из прокатного двутавра с усилением верхнего пояса стальным листом или уголками (рис. XI-13, а).

Для зданий или открытых крановых эстакад с размерами пролетов 18, 24, 30 и 36 м и с шагом колонн 6 и 12 м, оборудованных мостовыми электрическими кранами грузоподъемностью от 5 до 50 т, применяют балки сплошного сечения в виде сварных двутавров.

Подкрановые балки опирают на консоли колонн и крепят анкерными болтами и планками (рис. XI—13, д, е). Между собой балки соединяют болтами, пропущенными через опорные ребра. В уровне подкрановых путей при кранах тяжелого режима работы предусматривают площадки для сквозных проходов шириной не менее 0,5 м, ограждаемые по всей длине. В местах расположения колонн проходы устраивают сбоку колонн или через лазы в них.

Стальные рельсы под краны крепят к балкам парными крюками или лапками (рис. XI—13, ж, з). Расстояние между парами креплений по дли­не пути принимают 750 мм. На концах подкрановых путей устраивают упоры - амортизаторы, как и при железобетонных балках, исключающие удары кранов о торцевые стены здания.

Стальные несущие конструкции покрытия, как и железобетонные, мо­гут быть решены с подстропильными элементами или без них. В качестве стропильных конструкций наибольшее распространение получили фер­мы, реже балки сплошного сечения и рамы.

Фермы. В зависимости от размера перекрываемого пролета, конструк­ции кровли, состояния воздушной среды в здании и климата местности стальные фермы изготавливают с параллельными поясами, полигональ­ными и треугольными (рис. Х1-15).

Фермы с параллельными поясами применяют для плоских и малоук­лонных кровель (1,5%) в отапливаемых зданиях. Полигональные фермы с уклоном верхнего пояса 1 : 8 применяют для скатных покрытий из ру­лонной кровли, а треугольные с уклоном верхнего пояса 1 : 3,5 — для однопролетных, неотапливаемых зданий с наружным водостоком под кровлю из асбестоцементных или стальных листов.

Покрытия со стальными фермами можно применять в зданиях, обо­рудованных мостовыми кранами грузоподъемностью до 50 т или подвесными кранами грузоподъемностью до 5 т. Фермы рассчитаны на уста­новку световых и аэрационных фонарей всех типов.

Шаг стропильных ферм зависит от ограждающей конструкции по­крытия и может составлять от 3 до 12 м.

Подстропильные фермы. Для стропильных ферм из прокатных уголков проектируют подстропильные фермы с параллельными поясами длиной от 12 до 24 м. Высота ферм составляет 3130 мм, они имеют опорную стойку из двутавра, в нижней части которой предусмотрен столик для опирания стропильных ферм.

Способы водоотвода и область их применения. В зависимости от тем­пературного режима помещений, профиля и конструкции покрытия, протяженности скатов и количества выпадающих осадков в районе стро­ительства отвод дождевых и талых вод с покрытий промышленных зда­ний может быть наружным и внутренним.

Наружный водоотвод подразделяют на неорганизованный, когда сброс воды происходит по свесам карниза, и организованный, при кото­ром вода с кровли отводится по желобам и водосточным трубам. Наруж­ный водоотвод предусматривают редко из-за его недостатков. Так, при неорганизованном отводе воды увлажняются стены, что снижает их теплотехнические качества и долговечность, а также образуются наледи на карнизах, вызывающие разрушение кровли. В покрытиях с наружным ор­ганизованным водоотводом указанные недостатки проявляются в мень­шей мере, однако замерзание воды в желобах и водосточных трубах при резком похолодании может вывести из строя систему водоотвода.

В отапливаемых зданиях водоотвод с покрытий, как правило, устра­ивают внутренний, а в неотапливаемых зданиях - наружный неорганизо­ванный. Внутренний водоотвод является наиболее надежным способом удаления воды с кровли.

Наружный водоотвод с покрытий. Для наружного водоотвода с покры­тий на продольных стенах предусматривают карнизы. Во избежание чрез­мерного увлажнения стен стекающей водой вынос карниза на наружную плоскость стены должен быть по возможности большим (не менее 0,5м при высоте стен 6м). Сток воды при неорганизованном водоотводе про­исходит по всей длине карниза.

Внутренний водоотвод с покрытий. Система внутреннего водоотвода состоит из водоприемных воронок, водосточных труб, стояков, подполь­ных или подвесных трубопроводов и выпусков (рис. XV-13).

Водоприемные воронки направляют стекающую с кровли дождевую или талую воду в стояки, откуда она по трубопроводам и выпускам по­ступает в сеть ливневой или общесплавной канализации.

Правила установки внутреннего водостока:

1. расстояние от оси воронки у продольно-поперечных разбивочных осей 500 (450)мм

2. диаметр воронки 370мм

3. расстояние между воронками для скатных кровель не должно превышать 48м, для малоуклонных - 60м

4. по периметру наружных стен здания высотой более 10м до верхнего карниза или парапета на кровлях с уклонами от 3,5 до 5% следует предусматривать ограждение высотой не менее 0,6м из несгораемых материалов

Деформационные швы. В промышленных зданиях с большими раз­мерами в плане или состоящих из нескольких объемов с различными высотами и нагрузками на основание, предусматривают деформационные швы, которые в зависимости от назначения подразделяют на температур­ные, осадочные и антисейсмические.

Температурные швы имеют целью предохранять от образо­вания трещин конструктивные элементы зданий вследствие деформаций, вызываемых колебаниями температуры наружного и внутреннего воздуха. Температурные швы (продольные и поперечные), расчленяя по вертика­ли все надземные конструкции здания на отдельные части, обеспечивают независимость их горизонтальных перемещений.

Фундаменты и другие подземные элементы здания не расчленяют температурными швами, так как они под воздействием температуры не деформируются до опасной величины.

Осадочные швы предусматривают в тех случаях, когда ожида­ется неодинаковая и неравномерная осадка смежных частей здания. Та­кая осадка может происходить при значительной разнице высот смежных частей (более 10 м или выше 3 этажей), при различных по величине и характеру нагрузках на основание, при разнородных грунтах основания под фундаментами и наличии пристроек к зданиям.

Осадочные швы устраивают в стыках смежных частей здания, и в отличие от температурных они расчленяют по вертикали все конструк­ции здания, допуская самостоятельную осадку отдельных его объемов. Осадочные швы обеспечивают и горизонтальные перемещения расчле­ненных частей, поэтому их можно совмещать с температурными швами. В этом случае их называют температурно-осадочными.

Антисейсмические швы предусматривают в зданиях, рас­полагаемых в районах с землетрясениями. Такие швы разрезают здание на отдельные отсеки, представляющие собой самостоятельные устойчи­вые объемы, и обеспечивают их независимую осадку.

В промышленных зданиях массового строительства обычно устраива­ют только температурные швы, которые подразделяют на поперечные и продольные. Расстояние между температурными швами назначают в за­висимости от конструктивного решения здания, климатических показа­телей района строительства и температуры внутреннего воздуха (табли­ца 1). В деревянно-каркасных зданиях температурные швы не устраивают.

Для железобетонных конструкций одноэтажных промышленных зда­ний расстояние между температурными швами допускается без расчета увеличения на 20 %, а при обосновании расчетом и на большую вели­чину.

Наибольшие расстояния между температурными швами, допускаемые при наружной температуре не ниже -40°С

Конструкции каркаса	Неотапливаемые здания	Отапливаемые здания	Открытые сооружения
	Расстояние между температурными швами, м
Сборные железобетонные	40	60	40
Смешанные (железобетонные колонны, стальные или дере­вянные фермы или балки)	40	60	40
Монолитные и сборно-моно­литные из тяжелого бетона	30	50	30
То же, из легкого бетона	25	40	25
Стальные	200	230	130

При температуре наружного воздуха ниже -40°С расстояние между швами при стальном каркасе принимают: в отапливаемых зданиях - 60 м, в неотапливаемых - 140 и в открытых сооружениях - 100 м.

Поперечные температурные швы в одноэтажных зданиях устраивают на парных колоннах без вставки (см. рис. IV—1, д-ё), а в многоэтажных зданиях - на парных колоннах со вставкой или без нее (см. рис. IV-3). Более технологичны швы без вставки, так как для них не требуются доборные ограждающие элементы. Парные колонны в местах попереч­ных температурных швов опирают (см. рис. XI-5, в) на общие фунда­менты.

Продольные температурные швы в одноэтажных зданиях устраивают на двух рядах колонн со вставкой, ширину которой в зависимости от вида привязки в смежных пролетах принимают 500, 750 и 1000 мм (см. рис. IV-1, ж-к). При совмещении продольного температурного шва с пе­репадом высот смежных пролетов размер вставки принимают иным (см. рис. IV-2, а-в). Эти условия соблюдаются и в местах примыкания взаим­но перпендикулярных пролетов (см. рис. IV-2, г-д).

В зданиях с железобетонным каркасом без мостовых кранов допуска­ется устраивать продольные температурные швы на одинарных колоннах. При этом несущие конструкции одного из прилегающих к шву пролетов ставят на колонны через скользящие прокладки из фторопласта или кат-ковые опоры (рис. XVIII—11, а, б). Такой шов, отличаясь простотой, поз­воляет отказаться от парных колонн и подстропильных конструкций, а также от доборных элементов в стенах и покрытии.

В зданиях без кранов с металлическим или смешанным каркасом (железобетонные колонны и стальные фермы) продольные температурные швы также допускается конструировать на одном ряду колонн. При этом фермы одного из пролетов, прилегающих к шву, опирают на колон­ны через гибкие металлические пластины (рис. XVIII—11, в).

В ограждающих конструкциях здания температурные швы предусмат­ривают в тех же местах, что и в несущих конструкциях. (В полах устраи­вают дополнительные швы.)

Температурные швы в покрытиях выполняют без разрыва кровель­ного ковра (рис. XVIII—11, г,д). Швы перекрывают полуцилиндрическими стальными компенсаторами; к плитам покрытия их крепят дюбелями. На компенсаторы укладывают полужесткие минераловатные плиты, затем оцинкованную сталь и водоизоляционный ковер, который в пределах шва усиливают дополнительными слоями из рулонного материала и стек­лоткани на мастике.

Для заделки кровельного ковра в местах перепада высот на покрытии пониженных пролетов устраивают кирпичную стенку (рис. XVIII—11, ё). Сверху шов покрывают компенсатором и фартуком из оцинкованной ста­ли.

Стеновые панели в местах швов крепят к колоннам так же, как и ря­довые (рис. XVIII—11, ж). В швах со вставкой применяют специальные доборные блоки. Полость шва заполняют просмоленной паклей или уп­ругим материалом. Иногда шов закрывают компенсатором, прикрепляе­мым к стеновым панелям дюбелями.

Температурные швы в полах на грунте с бетонным подстилающим слоем и при жестких покрытиях предусматривают только в помещениях, в период эксплуатации которых возможны положительные и отрицатель­ные температуры воздуха (рис. XVIII—11, з). Такие швы размещают через 6-8 м во взаимно перпендикулярных направлениях.

Швы, показанные на рис. XVIII—11, и, к, устраивают в местах распо­ложения основных температурных швов здания. В полах с уклоном швы совмещают с водоразделом стока жидкостей.

Световые и светоаэрационные фонари преимущественно выполняют в виде прямоугольных надстроек (П-образные фонари) и встроенных или незначительно возвышающихся над покрытием светопрозрачных купо­лов, колпаков, панелей и лент (зенитные фонари).

Прямоугольные светоаэрационные фонари применяют в зданиях с избытками тепловыделений более 23Вт/(м²ч).

Размеры прямоугольных фонарей назначают в зависимости от свето­технических и аэрационных требований, согласуя с размерами пролетов и требованиями унификации.

При пролетах 18м ширину фонарей принимают равной 6м, при про­летах 24-36м равной 12м. Длина прямоугольных фонарей по противопо­жарным соображениям не должна превышать 84м. По этим же причинам их прерывают на размер одного шага стропильных конструкций в местах поперечных температурных швов и не доводят до торца пролетов на один шаг (6 или 12м).

Конструкции фонарей состоят из несущих и ограждающих элементов и связей. Несущими элементами фонарей являются поперечные фонар­ные фермы, фонарные панели и панели торца (рис. XVI-2). Фонарные фермы выполняют из гнутых или прокатных швеллеров (стойки), спа­ренных уголков (раскосы) и одинарного уголка (горизонтальная связь между стойками). В зависимости от конструкции покрытия стойки ферм делают вертикальными - при профилированных настилах и наклонны­ми - при железобетонных плитах. Фонарные фермы устанавливают в соответст­вии с шагом стропильных конструкций (6 и 12м). Стойки фермы крепят к верхнему поясу стропильных ферм посредством опорной пластины на сварке.

Недостатками прямоугольных фонарей являются их высокая метал­лоемкость, воздухопроницаемость, возможность образования наледей на остеклении и др.

Зенитные фонари наиболее эффективны в зданиях с незна­чительными технологическими тепловыделениями - до 23Вт/(м²ч). Они могут быть точечного типа или панельные (рис. XVI-1, ж), односкатные, двускатные и криволинейные (рис. XVI-4).

Расположение фонарей в покрытии и их общая площадь зависят от требований к освещению помещений. Максимальная площадь остекле­ния не должна превышать 15% освещаемой площади пола производст­венных помещений. Наиболее рациональной формой поперечного сече­ния фонарей шириной до 1,5 м является односкатная, а шириной 3м - двускатная. Зенитные фонари большей ширины нецелесообразны.

Размеры световых проемов зенитных фонарей увязывают с конструк­тивным исполнением покрытия. При покрытиях из сборных железобе­тонных плит размером 1,5x6м и из профилированных стальных настилов размеры световых проемов принимают 1,5x1,7; 1,5x5,9 и 2,9x5,9м. При покрытиях из железобетонных плит размером 3x6 и 3x12м, а также при плитах "на пролет" размеры проемов составляют 2,9x2,9м, а в покрытиях из стального профилированного листа по беспрогонной схеме с шагом стропильных ферм 4м - 2,9x3,9м.

Зенитные фонари устраивают глухими и открывающимися. Для очистки загрязнения и аэрации в них предусматривают открывающиеся створки со специальными механизмами открывания.

Открывающиеся зенитные фонари имеют размеры световых проемов 1,5x1,7; 1,5x5,9 и 2,7x2,7м.

Светопропускающие заполнения в зенитных фонарях могут быть вы­полнены из профильного стекла, стеклопластика и других материалов и конструкций.

Зенитные фонари, несмотря на определенные достоинства, имеют ряд недостатков. При их применении усложняется устройство кровли, особенно с фонарями точечного и панельного типов. Зенитные фонари не рекомендуется применять в помещениях с большими пыле- и тепло­выделениями, а также в условиях разветвленной сети подвесных тран­спортных галерей, конвейеров и другого технологического оборудования, загораживающего световые проемы. Фонари из органического стекла из-за повышенной пожарной опасности могут быть использованы только в помещениях, относящихся к категориям Г и Д.