1. Привести схему плана и поперечного разреза одноэтажного однопролетного производственного здания пролетом 51м, длиной 48м, без подвала. Высота здания (до нижнего пояса ферм 24 м). Мостовой кран грузоподъёмностью 125т. На разрезе покажите фундаменты и другие основные конструктивные элементы. Обосновать решение по покрытию с указанием конкретных материалов. Предложить принципиальное конструктивное решение колонны.

Из-за большого пролета необходимо принимать легкие конструкции покрытия (2 варианта. рисовать наиболее понравившийся):

Рис. Схема фальцевого металлического кровельного покрытия:

1 – металлический прогон; 2 — корытообразный профиль К-305-0,8 с полимерным покрытием; 3 - утеплитель «URSA» Ml5; 4 — профиль из оцинкованной стали ПО-25; 5 — термопрокладка; 6 – кляммер из полосы 30x0,7; 7 — настил из листа ПГФ25-500-0,6 с полимерным покрытием; 8 — самосверлящие, самонарезающие винты

Принципиальные решения колонны:

Рис. а – металлические колонны; б – железобетонные двузветьевые колонны; в – брусковые колонны; г – колонна железобетонная двутавровая; 1 – бетон; 2 – обрамляющий уголок; 3 – хомут

2. Представить схемы плана, разреза с обозначением основных конструктивных элементов одноэтажного двухпролетного производственного здания в сборном железобетоне с мостовыми кранами. Пролеты – по 18м, высота до низа стропильных конструкций – 13,2 м, шаг колонн – 6 м. Указать и обосновать состав покрытия

Т.к. небольшой пролет, то принимаем более тяжелые и дешевые материалы покрытия

1 – дополнительный слой кровельного материала наплавить с одного ската кровли; 2 – дополнительный слой пароизоляционного материала наплавить с одного ската кровли; 3 – оцинкованная сталь толщиной 0.8мм

3. Представить схемы, конструктивные решения перекрытий больших пролетов (75 – 150 м): производственные (варианты с подъемно-транспортным оборудованием) и других зданий. Объяснить, как и почему меняется конструктивная схема с увеличением пролета

Промздания часто подразделяются по размерам пролетов:

• Мелкопролетные (6,9,12 м)

• Среднеполетные (18,24,30,36 м)

• Большепролетные (36,60,90,120 м и более).

Большепролетные промздания применяют.к. пространство, свободное от вертикальных опор, облегчает размещение оборудования, не стесняет модернизацию технологических процессов. Промздания с большими пролетами, отвечающие требованиям современного автоматизированного производства, могут быть решены с несущими конструкциями покрытий в виде арок, оболочек, складок. Такие конструкции позволяют размещать производство в однопролетных зданиях.

Для устройства покрытий с большими пролетами, например, ангаров, применяют двухшарнирные сквозные арки, опирающиеся на ж/б рамы,являющиеся несущими конструкциями симметрично расположенных пристроек для размещения производственно-вспомагательных помещений. В целях увеличения полезной высоты помещений без увеличения общей высоты здания иногда затяжки двухшарнирных арок располагают выше линии опорных шарниров. Арочные покрытия по конструктивному решению бывают плоскостные и блочные. Последний более рациональный т.к. менее трудоемок монтаж. Стрела подъема арок находится в пределах 1/2-1/15 пролета.

Стальные рамы предназначены для устройства несущих покрытий при больших пролетах. Они имеют маленькую массу, большую жесткость в поперечном направлении и небольшую высоту ригеля. Недостатки - большая ширина колонн и чувствительность к неравномерным осадкам опор и изменениям температуры. Ригели и стойки рам проектируют сплошными (рис.а) или сквозными (рис.б). Возможно комбинированное решение, например, рамы со сквозной фермой и одной сквозной колонной, другая колонна сплошная (рис.в). высоту ригелей принимают: при сплошных сечениях 1/12-1/30 пролета, при решетчатых- 1/12-1/18 пролета.

Стальные фермы могут быть различной формы и очертания. В практике строительтства применяют фермы с параллельными поясами, полигональные, треугольные, с параллельными поясами с затяжкой, сегментные, параболические и т. д. Фермы с параллельными поясами применяют для зданий с плоским покрытием, а также для устройства подстропильных конструкций. Их пролет может достигать 60м и более. В массовом промышленном строительстве применяют унифицированные полигональные фермы пролетом 24,30 и 36 м с уклоном верхнего пояса 1:8 (рис.а) и плоские с параллельными поясами (рис.б), по которым устраивают рулонные кровли. Большепролетные фермы могут перекрывать пролеты до 90 м и иметь различные схемы решеток: треугольную, раскосную, крестовую и др.

Купола по своей конструкции могут быть трех типов: ребристые, ребристо-кольцевые и сетчатые. Металлические купола устраивают над бассейнами обогатительных фабрик, круглыми в плане производственными зданиями, складами, транспортными зданиями и др. в качестве примера устройства купольного покрытия можно привести здание вагоноремонтного депо в Батон Руж (США), решенное в виде сетчатого купола из алюминиевых панелей. Диаметр купола в основании 117 м, высота 36,6 м. Несущая сетчатая конструкция выполнена из стальных трубчатых шестиугольников.

Висячие системы покрытий применяют для зданий круглой, овальной или другой непрямоугольной формы в плане. В круглых и эллиптических в плане зданиях возникающие в висячих системах горизонтальные усилия (распор) передают на наружное опорное сжатое кольцо, которое выполняют из ж/б. При этом висячие конструкции покрытий решают с несущими и стабилизирующими тросами, которые могут иметь радиальное расположение или располагаться взаимно перпендикулярно, т. е. По перекрестной схеме.

Складки состоят из стальных листов, которые укрепляют промежуточными и торцевыми жесткими контурными диафрагмами.

Каждую грань или волну складки заготавливают заранее и затем монтируют в непрерывную пространственную систему. По конфигурации складки могут быть треугольными-гребенчатыми (рис.а), цилиндрическими (рис.б) и двоякой кривизны (рис.в), а по своей статической схеме-балочными, арочными и рамными.

Покрытия. С целью облегчения массы покрытия применяют профилированные стальные оцинкованные и алюминиевые настилы. Стальной оцинкованный настил изготавливают из рулонной стали толщиной 0,8-1мм, высотой 40,60 и 80 мм и шириной (в осях) 660-782 мм. Длина настилов может быть 2-12 м.

Устройство покрытия при уклоне кровли 12.5%:

– Стальной прогон

– Стальной оцинкованный настил

– Пароизоляция из одного слоя Изопласт В

– Теплоизоляция – Пенный утеплитель РУФБаПС.

– Гидроизоляционный ковер из 4-х слоев Изоэласта П. на антисептированной мастике

– Слой гравия 3-10 мм.

4. Представить конструктивную схему решения торцевой стены однопролетного производственного здания с мостовыми кранами

В производственных зданиях при расстоянии между колоннами основного каркаса, превышающем предельную длину стеновых панелей, по линии наружных продольных стен и по линии торцевых стен устанавливают дополнительный каркас, называемый фахверком. Фахверк состоит из ж/б или стальных ригелей, а иногда из раскосов. При крупнопанельных стенах и сборном ж/б каркас фахверка состоит только из вертикальных элементов: ж/б или стальных колонн. Торцевые стены ОПЗ не воспринимают нагрузок от кранов и несущих конструкций покрытия. Они имеют как правило большую высоту и протяженность, образуют большие поверхности, которые воспринимают значительную ветровую нагрузку. В связи с этим для обеспечения устойчивости в торцевые стены всегда вводят фахверк.

При шаге колоны каркаса здания 12м. И более между ними по линии наружных стен через 6м. устанавливают фахверковые колонны ,которые опирают на отдельные самостоятельные фундаменты. Элементы фахверка .воспринимают массу стен и действующие на стены ветровые нагрузки и передают их на каркас здания. Фахверк колонны жестко заделывают в фундамент и сверху шарнирно соединяют с элементами покрытия.

Рис. Устройство фахверка в одноэтажных промыш­ленных зданиях со сборным железобетонным каркасом

а — установка колонн продольного фахверка; б — установ­ка колонн торцевого фахверка; 1 — основные колонны; 2 — колонны продольного фахверка; 3 — колонны торцевого фах­верка; 4 — стальные надставки; 5 — стропильные фермы

Стальной фахверк торцевой стены. 1 – колонна каркаса; 2 – стойка фахверка

Шарнирное крепление выполняют так, чтобы оно передавало ветровую нагрузку на каркас здания и исключало возможность передачи вертикальных нагрузок от покрытия на фахверковые колонны, т.е. крепления осуществляют по типу скользящей опоры, которая воспринимает только горизонтальные ветровые нагрузки.

В торцах высоких производственных зданий на уровне подкрановых балок устраивают горизонтальные ветровые фермы, которые одновременно служат связями и дополнительными ( в горизонтальной плоскости ) опорами для высоких фахверковых колонн. Таким образом, фахверковые колонны воспринимаемые горизонтальные нагрузки от ветра передают на горизонтальные фермы связи, посредством которых ветровые нагрузки передаются на каркас здания.

5. Облицовка помещений аэс металлом: причины, какой металл, его защита. Технология возведения монолитных железобетонных конструкций с облицовкой

Помещения зоны строгого режима облицовываются сталью, если:

- по проекту необходимо сохранить небольшую толщину стены и оставить на должном уровне ее непроницаемость (обеспечить герметичность – особо надежный барьер на пути газообразных и жидких радиоактивных веществ, которые присутствуют или могут появиться в помещении)

- уже при эксплуатации станции дозиметристы заметили, что в каком-то помещении повышенный фон (вследствие например образования пустот в ребристых плитах несъемной опалубки при бетонировании)

- в помещениях, где существует опасность залива радиоактивным раствором, пол облицовывается стальным листом с проверкой герметичности. Лист заводится на стену на 200 мм выше, чем предполагаемый уровень залива.

Также облицовывается сталью с внутренней стороны контайнмент с целью увеличить его непроницаемость.

В труднодоступных местах и местах с агрессивными средами в качестве облицовки используется нержавеющая сталь (например, бассейн выдержки отработанного топлива имеет двойную облицовку, внутренняя – нержавеющая сталь).

Варианты возведения:

1)Стальные листы привариваются непрерывным швом непосредственно к полосовым закладным, предусмотренным в конструкции стен и, редко, в потолочной части перекрытий. Полы из стального листа так же привариваются к закладным или к уголкам, устанавливаемым на забетонированном перекрытии. В последнем случае, в пространство между бетоном и облицовкой инъектируется цементный раствор. Все сварные швы между листами облицовки проверяются на газоплотность.

2)Стальная облицовка используется как несъемная опалубка, остающаяся в конструкции после ее бетонирования. Как правило, стальной лист облицовки с прокатными элементами жесткости объединяется с рабочей арматурой перекрытия, стены, образуя жесткий монтажный блок.

Железобетонные ограждающие конструкции радиоактивного контура одновременно функции биологической защиты и несущих конструкций, а в отдельных случаях вместе с металлической облицовкой обеспечивают герметичность помещений радиоактивного контура при повышенных значениях давления и температуры (при аварийных ситуациях).

Например, пароводяные коммуникации и барабаны-сепараторы не имеют теплоизоляции, и температура в этих помещениях соответствует температуре теплоносителя (280 С). В связи с этим ограждающие конструкции бетонные защищают от перегрева теплоизоляции. Поверх теплоизоляции устраивается герметическая металлическая облицовка, рассчитанная на избыточное давление, которое может возникнуть в этих помещениях при разрывах пароводяных коммуникаций.

Баки, куда осуществляют сбор средне активных отходов изготавливают из нержавеющей или углеродистой стали с надежным антикоррозийным покрытием, а помещения для установки баков оборудуют поддонами из углеродистой стали, т. к с течением времени не исключается возможность протечек.

Кроме того, трубопроводы спец канализации предназначенной для транспортировки радиоактивных стоков прокладывают в ж/б лотках облицованных нержавеющей сталью, чтобы избежать протечек и попадания радиоактивных отходов в грунт, кроме того, эта конструкция позволяет проводить дезактивацию внутренней поверхности лотков.

А также реактор и контур многократной принудительной циркуляции размещаются в герметичных помещениях, чтобы в случаях проектных аварий обеспечить локализацию выделяющихся радиоактивных веществ в пределах этих помещений, которые имеют металлическую облицовку.

Полы в помещениях, где возможны протечки конденсата и питательной воды, облицовывают металлическим листом.

На строительстве АЭС применяют следу­ющие виды опалубочных форм: стальные ячейки, несъемная железобетонная опалуб­ка, инвентарная щитовая опалубка, перестав­ная щитовая опалубка, скользящая опалубка.

Рис. 10.1. Стальная ячейка заводского изготовления:

1—стальной лист; 2 — анкерный уголок; 3 — анкерный болт; 4— стержневая арматура

Для помещении главных корпусов АЭС с реактором ВВЭР, в которых предусмотрена облицовка бетонных поверхностен металлом, применяются конструкции в виде сталь­ных ячеек заводского изготовления (рис. 10.1). Ячейки состоят из внешних сталь­ных листов, соединенных диафрагмами жест­кости из арматурной стали с приваренными к внутренней поверхности анкерами. В ячей­ках устанавливаются все технологические проходки и закладные детали и наносится ан­тикоррозионное покрытие. Изготовленные на заводах ячейки доставляются на стройпло­щадку железнодорожным или автомобильным транспортом и после установки в проектное положение свариваются друг с другом и за­полняются бетоном. Размеры стальных ячеек принимаются с учетом ограничения их габа­рита при транспортировке. При использова­нии стальных ячеек значительно снижаются трудоемкость работ и продолжительность строительства реакторного отделения.

6. Представить конструктивные схемы сборно-монолитных стен и перекрытий АЭС. Какие преимущества по сравнению с монолитными. Как организовать проходку в стене, например для пропуска трубы, диаметром 150 мм (узел, схема)

Использование сборного ж/б предполагает высокую степень повторяемости элементов, а значить высокий уровень унификации и типизации, т.е. наиболее удобны для регулярных обьемно-планировочных решений. В противном случае на заводе-изготовителе увеличивается количество форм, повышается стоимость каждого элемента, снижается производительность труда при возведении в монолите регулярной системы также предпочтительней, т.к. один и тот же опалубочный комплект можно использовать на всем объеме здания, кроме того повторяемость приводит к уменьшению затрат труда на каждом последующем элементе. Вместе с тем монолитные конструкции проще приспосабливать к нерегулярному объемно-планировочному решению путем введения каких-то дополнительных элементов.

Первые АЭС возводились в монолитном ж/б, однако низкая квалификация рабочей силы, как правило отсутствие специализированных строительных подразделений по работе с монолитным ж/б, а так же специализированных высокотехнологичных систем опалубки приводили к крайне низкой прочности и крайне низкому качеству работ, не соблюдение геометрических размеров, низкое качество поверхности после снятия опалубки. Потому, начиная с 70-х годов строительные решения были переориентированы на сборно-монолитный ж/б. В качестве опалубки использовались ж/б плиты объединенные с помощью металлических связей и арматуры в пространственный стеновой блок. После монтажа ряда таких блоков в полученную стеновую ячейку укладывается монолитный бетон. Перекрытия решались путем монтажа ребристых ж/б плит с последующей дополнительной установкой арматуры и укладкой монолитного бетона.

ОСНОВНЫЕ ПРОБЛЕМЫ :

1. Создание равномерного соединения по длине стен и перекрытия.

2. Создание равномерного соединения между сборным бетоном опалубки и монолитным бетоном.

3. Простое технологичное объединение 2-х плит в пространственный жесткий стеновой блок.

4. Проблема маркировки, складирования и помеха отдельных блоков и элементов с учетом почти полной повторяемости их, главным образом из-за разных закладных и проходок.

В качестве опалубки сборно–монолитных защитных перекрытий могут использоваться (рис.2) стандартные ребристые или полнлтелые ж/б плиты перекрытий и покрытий при пролетах до 6 м и толщине перекрытия до 0,6 м и тавровые ж/б элементы при пролетах 12 м и более и толщине перекрытия более 0,6 м.

Основными преимуществами, общими для всех разновидностей сборно-монолитных конструктивных решений, являются следующие:

- высокое качество лицевой поверхности (стены, потолочной части), что особенно важно при повышенных требованиях к помещениям АС; следует заметить, что современные опалубочные системы, специально подготовленные кадры монтажников опалубки, бетоны с добавками позволяют добиться достаточно высокого качества и при традиционном монолите;

- почти полное отсутствие технологических перерывов, необходимых для выдержки бетона перед снятием опалубки;

- отсутствие работ и соответствующих трудозатрат по демонтажу опалубки, ее перемещению на новое место и подготовке к использованию на новой захватке;

- возможность вести работы практически в любых погодных условиях.

Рис. 5.16. Сборно-монолитные защитные железобетонные перекрытия и покрытия:

а— с плоскими плитами; б— с ребристыми панелями ребром вверх; в— то же, ребром вниз; г— с прямоугольными балками; д— с тавровыми балками; 1— плоские плиты перекрытий; 2—заполненные пустоты плит; 3 — стыки между плитами и панелями; 4— монолитный железобетон; 5 — арматура монолитной части перекрытия; 6— ребристые плиты;7 — ребро панели; 8 — прямоуголь­ные балки; 9— тавровые балки; Н, НС и НМ —высота соответственно всего сечения, толщина защиты сборной и монолитной частей сечения.

Устройство проходок и установка закладных деталей в панельно-монолитных защитных стенах не представляет затруднений. Тонкостенные панели легко пробивают, а закладные части приваривают к рабочей арматуре панели.

Пример организации проходки в стене, например для пропуска трубы, диаметром 150 мм.

Пример закладной детали для проходки тех­нологических

трубопроводов через бетонные защитные стены:

1—закладная труба размерами 720Х7 мм; 2 — анкеры диамет­ром 25 мм, устанавливаемые по окружности через 900; 3 — за­глушка; 4—фланец; х—толщина защитной стены; a—длина закладной трубы

7. Одноэтажное двухпролетное производственное здание с мостовыми кранами: длина – 42м, пролеты по 18м, высота до низа стропильных конструкций – 12м. Представить схемы плана, поперечного разреза с обозначением основных конструкций. Обозначить решение по покрытию

Т.к. небольшой пролет, то принимаем более тяжелые и дешевые материалы покрытия

1 – дополнительный слой кровельного материала наплавить с одного ската кровли; 2 – дополнительный слой пароизоляционного материала наплавить с одного ската кровли; 3 – оцинкованная сталь толщиной 0.8мм

8. Представить план и разрезы двухпролетного производственного здания с мостовыми кранами 10т.

Шаг колонн в крайних рядах 6 м, в среднем – 12м, пролеты – 18м, длина здания – 36м, отметка низа строительных конструкций – 9,6м. На чертежах обозначить основные конструктивные элементы, в том числе ограждающие. Конструкции – железобетонные

9. Разработать схему плана, поперечного разреза одноэтажного, однопролетного производственного здания в металлоконструкциях. Предложите решение покрытия с использованием стального профилированного настила.

Пролет – 36м, шаг колонн – 12м, длина здания – 48м. Обозначить оси, основные конструктивные элементы, состав покрытия

Из-за большого пролета необходимо принимать легкие конструкции покрытия:

10. Представить схемы покрытий гражданских и производственных зданий с чердаком и без. Основные конструктивные и ограждающие элементы, расположение теплоизоляционных, гидроизоляционных материалов. Организация водостока

Покрытия над производственными зданиями устраивают, как правило, бесчердачными с пологой скатной или плоской кровлей, с внутренними и в отдельных случаях с наружными водостоками.

Покрытия могут быть беспрогонные и прогонные. Беспрогонная балка более экономична и неизменна – преимущественно распространена.

Рис. 31.2. Конструктивные схемы ограждающей части покрытия

а — беспрогонная; б — прогонная: 1— колонна; 2— несущая конструкция покрытия — ферма; 3— плита покрытия; 4— прогон, 5— мелкоразмерная плита, укладываемая по про­гонам

В неотапливаемых промышленных зданиях покрытия делают холодными, без утеплителя. В зданиях со значительными выделениями тепла покры­тия при стальной кровле устраивают также холодными, а при рулонной кровле в целях снижения температуры стяжки и гидроизоляционного ковра покрытия выполняют холодными с воз­душной прослойкой или утепленными.

В отапливаемых зданиях с нор­мальным температурно-влажностным режимом во избежание образования конденсата на внутренних поверхно­стях покрытия, а при наружном водо­отводе и в целях устранения возмож­ности образования наледи на карни­зах, ограждающие части покрытия де­лают утепленными. При внутреннем водоотводе, чтобы обеспечить подтаивание снега на кровле, слой теплоизо­ляции выполняют с пониженным зна­чением сопротивления теплопередаче.

При утепленном покрытии его ограждающая часть состоит из несущей конструкции, пароизоляции, теплоизоляции, выравнивающей стенки и кровли. При холодном – только из несущей конструкции, стенки, кровли.

Верх несущей конструкции покрытия

1. ребристая ж\б плита

2. цементный раствор

3. пароизоляция

4. теплоизоляция

5. стяжка

6. гидроизоляционный ковер

7. набетонка

При холодных покрытиях, устраи­ваемых по сборным железобетонным панелям, поверхность их выравнива­ется цементным раствором, после чего наклеивают рулонный гидроизоляци­онный ковер (рис. 32.1, а). В утеплен­ных покрытиях после заделки швов между железобетонными панелями укладывают слой теплоизоляции, для которого применяют легкие или яче­истые бетоны (керамзитобетон, бетон на зольном гравии, пенобетон, газобе­тон и др.); жесткие минераловатные плиты или утеплители выполняют в виде засыпки — из керамзитового и зольного гравия, гранулированного шлака, пемзы, ракушечника и др. По термоизоляции устраивают цемен­тную, а в зимнее время асфальтовую стяжку, по которой наклеивают рулон­ную кровлю (рис. 32.1, б).

1. несущая ж\б плита

2. пароизоляция

3. теплоизоляция

4. выравнивающая стяжка или затирка

5. гидроизоляционный ковер

6. гидроизоляционный ковер мастичной кровли, армированной стеклосетками

7. защитный слой

8. несущая стена из легкого или ячеистого бетона

9. несущий стальной настил

10. волнистый лист из асбестоцемента, стали или сплавов алюминия

Отвод воды с покрытий промзданий может быть наружный и внутренний. Наружный неорганизованный водоотвод устраивают при отсутствии дождевой канализации на территории предприятия и ширине отапливаемых зданий не более 72 м.

Многопролетные производствен­ные здания со скатными или плоскими покрытиями проектируют, как прави­ло, с внутренним водоотводом, при этом в целях унификации конструк­тивных элементов покрытий не следу­ет устраивать наружный водоотвод с крайних скатов кровли. Внутренние водостоки не следует устраивать в по­крытиях над неотапливаемыми поме­щениями, при кровлях из асбестоцементных волнистых листов, в покрыти­ях по деревянным несущим конст­рукциям, а также в случае отсутст­вия на площадке строительства лив­невой канализации.

Покрытия многопролетных неотап­ливаемых зданий с внутренним отво­дом воды допускается проектировать при наличии производственных тепловыделений, обеспечивающих поло­жительную температуру внутри зда­ний, или при устройстве специального обогрева водосточных воронок и труб.

Нельзя устраивать сток воды с утепленных покрытий над отаплива­емыми помещениями на холодную кровлю неотапливаемых зданий. Раз­мещение водосточных воронок на кровле производят в зависимости от конструктивного решения здания, про­филя кровли и допустимой площади водосбора на одну воронку.

На скатных кровлях водосточные воронки располагают в пониженных ее участках — ендовах. При плоских покрытиях в каждом ряду колонн устанавливают не менее одной ворон­ки. Площадь водосбора, приходящую­ся на одну водосточную воронку, определяют расчетом в зависимости от типа и уклона кровли, а также от конструкций водосточной системы.

Внутренний водоотвод - на скатных кровлях воронки располагают в различных участках- ендовах. При плоских покрытиях в каждом ряду колонн устанавливают не менее одной воронки.

1 – прижимной металлический фланец; 2 – фильтр от листьев; 3 – зажимной винт; 4 – дополнительный слой кровельного материала; 5 – металлический лист толщиной 2-3 мм для усиления профлиста; 6 – приемная воронка; 7 – надставной элемент; 8 – листы плоского шифера

11. Представить схемы решений ячейки одноэтажного однопролетного производственного здания (пролет 18 м, шаг колонн 6 м; конструкции железобетонные):

Вариант 1: плиты покрытия по стропильным конструкциям.

Вариант 2: Длинномерный настил на пролет.

Оцените сравнительные преимущества и недостатки каждого решения

Преимущества:

– меньшее количество монтажных элементов;

– меньший расход материалов, трудозатрат;

– более простая установка фонарной надстройки и использование межферменного пространства.

12. Представить схемы (план, разрез) 4-х этажного производственного здания. Обозначить основные конструкции. Размер в плане (в осях) 18х36 м, сетка колонн 6х6 м, высота этажа 4,5 м. Как обеспечивается жесткость здания

Элементы каркаса многоэтажных промышленных зданий должны обла­дать высокой прочностью, устойчи­востью, долговечностью, огнестой­костью. Поэтому для этих зданий применяют железобетонные конструк­ции, которые могут быть монолитными, сборно-монолитными и сборными.

Стальной каркас применяют при больших нагрузках, при наличии ди­намических воздействий на несущие конструкции от работы оборудования или при строительстве зданий в трудно­доступной местности. Стальные колон­ны и ригели, как правило, изготовляют двутаврового сечения.

Каркасы из унифицированных же­лезобетонных элементов заводского изготовления бывают с балочными или безбалочными перекрытиями. Балоч­ные перекрытия как более простые и универсальные применяют чаще. Безбалочные перекрытия применяют при больших полезных нагрузках и при необходимости получить гладкую поверхность потолка, что позволяет устраивать подвесной транспорт и развязку коммуникаций в любом направлении, а также улучшает санитарно-гигиенические качества помещений.

Многоэтажные промышленные здания могут быть малой, средней и большой гибкости. Их объемно-планировочное решение выполняют по ячейковому принципу с квадратной сеткой колонн или по типу однопролетного здания без промежуточных колонн с техническими этажами.

Здания малой гибкости имеют, как правило, ячейковое построение плана с сеткой колонн 6х6 м, здание часто состоит из типовых секций. Многоэтажные промышленные здания малой гибкости чаще всего проектируют для производств, выпускающих малогабаритные изделия на оборудовании небольших размеров.

Здания средней гибкости применяются в производствах, выпускающих средне- и крупногабаритные изделия легкого веса (автомобили) или имеющих крупногабаритное, но легкое оборудование (ткацкие станки). Сетка колонн в этих зданиях может быть 12х12, 18х18, 12х6, 18х6 м.

Здания большой гибкости проектируют с пролетами 24, 30, 36 м высота несущих конструкций междуэтажных перекрытий позволяет в целях рационального использования объема здания в пространстве между ними делать технические этажи и располагать в них вспомогательные помещения.

Каркас состоит обычно из попе­речных рам, на ригели которых укла­дывают плиты перекрытий. Рамы кар­каса собирают из вертикальных элементов колонн и горизонтальных элементов ригелей, которые соединяют между собой в узлах. Поперечные рамы каркаса обеспечивают жесткость здания в поперечном направлении, а плиты перекрытий и стальные верти­кальные связи между колоннами — в продольном. При значительных гори­зонтальных нагрузках в продольном направлении здания устанавливают ригели, жестко соединяемые с колон­нами, которые образуют продольные рамы каркаса.

13. Представьте на плане (фрагмент 9х9 м) и разрезе конструкции перекрытия одного этажа многоэтажного здания в железобетоне. Сетка колонн 6х6 м.

Вариант 1: Монолитное решение.

Вариант 2: Сборный железобетон (ригельный вариант).

Вариант 3: Сборный железобетон (безригельный вариант).

Вариант 1: Монолитный вариант (аксонометрия дана для понимания, ее не надо рисовать).

Рис. 1.11. Монолитное ребристое перекрытие

1 – колонна; 2 – главная балка; 3 – второстепенная балка; 4 – плита; 5 – рабочая арматура плиты; 6, 7, 8 – то же, соответственно для второстепенной и главной балок и колонн

Вариант 2: Ригельный вариант (аксонометрия дана для понимания, ее не надо рисовать).

Рис. Опирание плит перекрытия на ригели в зданиях с верхним крановым этажом

а — опирание плит перекрытия на ригели прямоугольной формы, б — опирание плит перекрытия на ригели с полками; в — узел сопряжения перекрытия с ригелем: 1 — ригель с полками, 2 — ригель прямоугольной формы; 3 — плита пере­крытия связевая; 4 — продольная балка жесткости; 5 — опорный столик; 6 — колонна; 7 — бетой; 8 — сварка заклад­ных стальных деталей ригеля с колонной; 9 — сварка заклад­ных стальных деталей плиты перекрытия с ригелем; 10 — закладные детали; 11 — вставка; 12 — анкер плит перерекрытия

Вариант 3: Безригельный вариант (аксонометрия дана для понимания, ее не надо рисовать).

Рис. Конструкции безбалочных междуэтажных перекрытий

а – с надколонными плитами, расположенными в двух направлениях; б – с надколонными плитами, расположенными в одном направлении; в – деталь устройства капители; 1 – колонна; 2 – капитель; 3 – надколонная плита; 4 – пролетная плита; 5 – монтажный бетон

14. Какие строительные материалы используются для защиты от ионизирующих излучений. Конкретизируйте область их применения. Сравнительные недостатки и преимущества

Наряду с обычным бетоном в отдельных местах АЭС используются бетоны, обладающие повышенными защитными характеристиками (при небольшой толщине эффективное поглощение γ-квантов или изменение спектра нейтронного излучения). Использование таких бетонов позволяет уменьшить толщину защиты, что бывает необходимо, особенно в зоне расположения реакторной установки, сократить длину коммуникаций, проходок, а также более компактно расположить оборудование.

I) Особотяжелые бетоны (плотность > 2,5 т/м³). Позволяют снизить толщину защитных конструкций: для обычного бетона 1м равен особотяжелого бетона (3600 кг/м³) – 0,66 м. Более эффективно поглощают потоки γ-излучения. Такая плотность достигается путем использования железосодержащих заполнителей высокой плотности. В качестве тяжелого заполнителя используют сырье металлической промышленности (окатыши). Руду дробят (содержание железа 70-80%), затем спекают в окатыши. В качестве мелкого заполнителя – окалина (побочный продукт прокатки листового металла). В качестве вяжущего используется портландцемент (реже шлакопортландцемент). С подобным составом возможно получить бетон плотностью до 3300 кг/м³. Для получения бетона более высокой плотности (до 3600 кг/м³) ­– в качестве мелкого заполнителя применяют чугунную дробь. Объем особотяжелого бетона на станции 2000-3000 м³ (<1%).

Недостатки:

1) Необходимость в доставке на стройплощадку и хранении дополнительного материала (окатышей, окалины)

2) Потребность в заводе металлических конструкций на небольшом расстоянии

3) Увеличение стоимости бетона

4) Проблемы с подачей, уплотнением и транспортировкой бетонной смеси (опасность расслаивания; выпадения металла вниз)

5) Ухудшается удобоукладываемость смеси.

6) Уменьшается объем замеса бетона.

7) Трудно выгружать из автобетоносмесителя.

8) Свободное сбрасывание смеси допускается с высоты до 2 м, а при бетонировании перекрытий – не более 1 м.

Из-за применения чугунной дроби: при транспортировке, укладке, вибрировании возникает опасность расслоения бетонной смеси и выпадении дроби в осадок. Так же такие бетоны необходимо более тщательно перемешивать, следовательно, больший расход энергии.

Резко понижаются реологические (текучие) характеристики смеси, уменьшается объем замеса бетона, трудно выгружать из автобетоносмесителя, расслоение в результате перевибрирования.

II) Серпентинитовый бетон (с повышенным содержанием химически связанной воды). Практически все изготавливаются с использованием в качестве крупного (а иногда и мелкого) заполнителя серпентинита Mg₆(Si₄O₁₀)(OH)₈, основным составляющим минералом которой является серпентин. Содержание химически связанной воды в серпентините 15%, а в серпентинитовом бетоне 12%. Вода затворения в таком бетоне сохраняется при температуре до 400 °С. Эффективно снижает энергию нейтронов, поэтому применяется в сухой защите, окружающей активную зону, а так же в конструкциях опорной фермы. По способу укладки ничем не отличается от обычного бетона.

III) Борсодержащие бетоны. В бетон добавляется (около 30-40 кг/м³) карбид бора (В₄С). Бор обладает эффективным сечением захвата тепловых нейтронов, что обеспечивает повышенную защиту от этой части спектра излучения. Применяется только в близи реактора (в опорной ферме). Очень маленький объем на станции.

15. Защитные оболочки атомных электростанций: назначение, принципиальные схемы, сравнительные преимущества и недостатки, воздействия. Примеры реальных конструктивных решений

Вероятность аварий на атомных электростанциях достаточно ничтожна , но все же не может полностью игнорироваться. В случае возникновения аварийных ситуаций предусмотрены системы обеспечения локализации последствий выброса радиоактивных аэрозолей в пределах замкнутых герметичных помещений (защитные оболочки). Такая система в наибольшей степени, чем любая другая система защиты, обеспечивает регламентируемую нормами безопасность персонала, населения и окружающей среды, что особенно важно, если учитывать тенденцию увеличения мощности атомных реакторов, возрастание числа станций и приближение их к городам, т.е. основным источникам потребления электроэнергии и тепла.

На сегодняшний день по нормам безопасности необходимо проектирование двойной защитной оболочки. Двойная оболочка состоит из внутренней герметичной оболочки из предварительно напряженного железобетона, а также наружной железобетонной оболочки.

Наружная и внутренняя железобетонные оболочки выполняют так же функции биологической защиты от ионизирующих излучений.