Тема 3: Железобетонные и стальные каркасы
Железобетонный каркас.
1. Железобетонный каркас одноэтажного пром.здания, его элементы.
2. Типы колонн (прямоугольные, кольцевого сечения, двухветвевые).
3. Подкрановые и обвязочные балки.
4. Стропильные и подстропильные фермы и балки.
5. Узлы сборного ж/б каркаса одноэтажного пром.здания
- соединение колонны с фундаментом
- соединение фундаментной балки с фундаментом
- соединение подкрановой балки с консолью колонны
- соединение подкранового рельса с подкрановой балкой
- соединение обвязочной балки с колонной
- соединение вертикальных связей с колоннами
- соединение ферм и балок с колоннами
В одноэтажных промышленных зданиях каркасы могут быть выполнены как в сборном ж/б варианте так и из стали. Выбор материала зависит в основном от технологического процесса.
В поперечном направлении одноэтажное промышленное здание представляет собой однопролетную или многопролетную раму. Стойки (колонны) жестко защемлены с фундаментом, а вверху колонны соединены между собой фермами или балками, образуя раму.
В продольном направлении рамы соединены между собой через подкрановые балки, обвязочные балки, подстропильные фермы или балки, плиты покрытия, стеновые панели.
Все эти элементы соединяют рамы в общестроительный блок.
К основным элементам ж/б каркаса относятся:
- фундаментные балки;
- колонны;
- подкрановые и обвязочные балки;
- стропильные и подстропильные фермы и балки;
- плиты покрытия;
- связи.
Колонны
Вертикальные несущие элементы ж/б каркаса называют колоннами.
Рис. 3.1. Типы ж/б колонн
а – для колонн крайних рядов бескрановых зданий;
б – для колонн средних рядов бескрановых зданий;
в – для колонн крайних рядов крановых зданий;
г – для колонн средних рядов крановых зданий;
д – двухветвевые для крайнего ряда крановых зданий;
е – двухветвевые для среднего ряда крановых зданий;
ж – сваи-колонны (целые);
и – сваи-колонны (составные);
1 – закладные детали;
2 – стальной оголовок;
3 – анкерные болты;
4 – колонна;
5 – цилиндрическая свая;
6 – бетон;
7 – уплотненный грунт.
По месту расположения в здании колонны делятся на:
- крайнего ряда;
- среднего ряда;
- фахверковые.
В одноэтажных промышленных зданиях применяются колонны сплошного сечения при отсутствии мостовых кранов и колонны переменного сечения при мостовых кранах.
Колонны для зданий без мостовых кранов.
В зданиях без мостовых кранов (бескрановые здания) применяются колонны по серии 1.423.1-5 марка - 1 к56-1.
Рис. 3.2. Ж/б колонны для бескрановых зданий.
Подбор колонн осуществляется конструктивно без учета нагрузки по следующим факторам:
- тип опалубки;
- высота помещения.
Рис. 3.3. Ж/б колонны для бескрановых зданий.
I тип опалубки применяется для колонн крайних рядов, а также для средних рядов при сечении одной стороны колонны 600 мм.
II тип опалубки применяется для колонн средних рядов при сечении стороны колонны менее 600 мм.
Пример.
Колонны для зданий с мостовыми кранами.
В зданиях с мостовыми кранами применяются колонны по серии 1.424.1-5.
Рис. 3.4. Ж/б колонны для крановых зданий.
В данном случае колонны применяются консольного типа и состоят из:
- ствола колонны;
- надколонника;
- консоли;
- подколонника;
Колонны по наружному ряду применяются одноконсольные, по внутреннему - двухконсольные. Консоль служит для опирания подкрановой балки.
Если по наружному ряду шаг колонн 6 м, а по внутреннему-12 м, тогда колонны среднего ряда на 600-700 мм ниже (зависит от вида подстропильной конструкции) и консоль колонны на 400 мм ниже, чем консоль колонны крайнего ряда.
Для того чтобы выбрать марку колонны необходимо иметь следующие данные:
- высота помещения;
- грузоподъемность мостового крана;
- шаг колонн.
Рис. 3.5. Ж/б колонны для крановых зданий
Пример.
Фахверковые колонны.
Фахверковые колонны устанавливаются вдоль торцевых стен для крепления на них стен. При шаге колонн по наружному ряду 12 м и отсутствии панелей длиной 12 м устанавливают продольный фахверк.
Фахверковые колонны применяются по серии 1.427.1-3 (марка - 1КФ97-1)
Подбор колонн для продольного и торцевого фахверка определяется конструктивно без учета и подсчета нагрузок по следующим факторам:
- тип опалубки;
- высота помещения.
Рис. 3.6. Фахверковые колонны
I-й тип опалубки применяется для продольного фахверка, если колонна сечением 300×300 мм, ее можно применять для торцевого фахверка.
II-й тип опалубки применяется для торцевого фахверка, в этой колонне надколонник имеет переменное сечение при скатных кровлях.
Для того чтобы выбрать фахверковую колонну необходимо соблюдать следующие условия:
- если в качестве главных элементов покрытия приняты сегментные фермы, тогда необходимо к высоте помещения прибавить высоту фермы и из суммы вычесть 0,3 м.
например: 9,6+2,5=12,1 м; 12,1-0,3=11,8м.
Следовательно, марка фахверковой колонны 8кф118-1
- если в качестве главных элементов покрытия приняты балки, то также вычитаем 0,3:
например: 9,6+1,6=11,2 м; 11,2-0,3=10,9м.
Следовательно, марка фахверковой колонны 8кф109-1
- если безраскосные фермы, то вычитаем 0,5 м:
например: 9,6+3=12,6м; 12,6-0,5=12,1м.
Следовательно, марка фахверковой колонны 8кф121-1
Рис. 3.7. Фахверковые колонны в торцовых стенах
1 – колонна каркаса основного ряда;
2 – стойка торцового фахверка;
3 – стеновые панели;
4 – стальная стойка фахверка;
5 – фундаменты фахверка;
6 – фундаментная балка;
7 – стальная надставка фахверковой колонны;
8 – стальной уголок на высоту парапета;
9 – стропильная балка или ферма.
Фахверковые колонны торцевых стен соединяются с фундаментом платформенным стыком через анкера, заложенные во время бетонирования, которые соединяются с металлической пластиной, приваренной к закладным деталям колонны.
Рис. 3.8. Узел соединения фахверковой колонны с фундаментом
1 – фахверковая колонна;
2 – верх фундамента;
3 – бетонная подливка;
4 – закладные детали;
5 – соединительная металлическая пластина;
6 – анкерные болты из фундамента;
7 – гайка и шайба.
Рис. 3.9. Узел соединения фахверковой колонны со стропильной конструкцией
1 – фахверковая колонна;
2 – стропильная конструкция;
3 – плита покрытия;
4 – соединительная пластина.
Все остальные колонны каркаса, в том числе и колонны продольного фахверка путем заглубления колонны в стакан фундамента на величину 800-900 мм.
Рис. 3.10. Стыки ж/б колонн с фундаментами
а – соединение колонны сплошного сечения с фундаментом;
б – соединение двухветвевой колонны с фундаментом;
1 – бетон.
Наряду с основными вышеперечисленными колонами каркаса применялись другие виды колонн, которые не получили широкого распространения. Это колонны двухветвевые и кольцевого сечения.
Подкрановые балки
Подкрановые балки предназначены для зданий с мостовыми кранами. Их укладывают на консоли колонн. Подкрановые балки с уложенными по ним рельсами образуют пути движения мостовых кранов, а также выполняют роль продольных связей, тем самым, создавая жесткость всей конструкции.
Рис. 3.11. Ж/б подкрановые балки
а – таврового сечения для шага колонн 6 м;
б – двутаврового сечения для шага колонн 12 м;
1 – стальной опорный лист;
2 – закладные детали;
3 – отверстия для крепления рельсов.
Подкрановые балки разработаны по серии 1.426.1-6 для шага колонн 6 и 12 м (марка - БК6-6AIV-К, С, Т)
В зависимости от положения балок вдоль кранового пути различают балки:
- крайние;
- средние;
- у температурного шва.
Рис. 3.12. Ж/б подкрановые балки
Ж/б балки пролетом 6 м и высотой 800 мм в сечении имеют вид тавра. Ж/б балки пролетом 12 м и высотой 1200мм имеют вид двутавра.
Подкрановые балки укладываются на консоли колонны и крепятся с консолью при помощи анкеров и прижимных пластин, приваренных к закладным деталям подкрановой балки.
Между собой подкрановые балки соединяются при помощи сварки через соединительную пластину.
Рис. 3.13. Соединение подкрановых балок с колоннами каркаса
а – при шаге колонн 6 м;
б – при шаге колонн 12 м;
1 – колонна;
2 – консоль колонны;
3 – подкрановая балка;
4 – соединительная пластина;
5 – анкера из консоли.
По подкрановым балкам укладывается прорезиновая (звукопоглощающая) лента, а по ней укладывается подкрановый рельс. Крепление подкранового рельса с подкрановой балкой осуществляется при помощи «лапок». Лапки устанавливаются с двух сторон подкранового рельса через 750 мм. Лапки крепятся при помощи болтов. На концах подкрановых балок устанавливаются тормозные устройства, на расстоянии 950-1200 мм от крайних поперечных осей.
Рис. 3.14. Узел крепления кранового рельса к подкрановой балке.
1 – колонна;
2 – консоль колонны;
3 – подкрановая балка;
4 – крановый рельс;
5 – анкера из консоли;
6 – опорный лист;
7 – закладная деталь;
8 – прорезиновая звукопоглощающая лента;
9 – прижимная «лапка»;
10 – болт;
11 – шайба;
12 – гайка.
Рис. 3.15. Конструкция тормозного устройства подкрановых балок
Определение уровня головки подкранового рельса:
- от высоты помещения вычесть высоту надколонника;
- к полученному результату прибавить высоту подкрановой балки и высоту подкранового рельса (100, 150 мм).
Обвязочные балки
Обвязочные балки применяются в одноэтажных промышленных зданиях при кирпичных или мелкоблочных стенах. Обвязочные балки выполняют также функции перемычек.
Рис. 3.16. Обвязочные балки
а – общий вид;
б – узел крепления к колонне;
1 – стальной опорный столик;
2 – стальная планка.
Обвязочная балка опирается на монтажные столики, а сам столик приваривается к закладной детали колонны.
Рис. 3.17. Обвязочные балки и их опирание на колонны
а – балка прямоугольного сечения;
б – балка прямоугольного сечения с полочкой;
в – опирание балок на стальную консоль (опорный столик);
1 – закладные детали;
2 – сварная металлическая консоль;
3 – монтажная накладка;
4 – колонна.
Главные элементы покрытия
В качестве главных элементов покрытия в одноэтажных промышленных зданиях применяются различные балки и фермы.
Рис. 3.18. Ж/б сегментные раскосные фермы
Рис. 3.19. Ж/б безраскосные фермы
Рис. 3.20. Ж/б стропильные балки
Рис. 3.21. Ж/б стропильные балки
а – односкатная таврового сечения;
б – односкатная двутаврового сечения;
в – двускатная (пролетом 6-9 м);
г – двускатная (пролетом 12-18 м);
д – решетчатая (пролетом 12-18 м);
е – с параллельными поясами;
1 – опорный стальной лист;
2 – закладные детали.
Рис. 3.22. Ж/б фермы
а, б – стропильные сегментные раскосные;
в – стропильная арочная безраскосная;
г – стропильная безраскосная с рожками для устройства плоских покрытий;
д – стропильная с параллельными поясами;
е – подстропильная для скатных покрытий;
ж – подстропильная для плоских покрытий.
К главным элементам покрытия относятся также подстропильные балки и фермы. Если в качестве главных элементов покрытия применяется балка, то под нее ставится подстропильная балка. Если в качестве главных элементов покрытия применяется ферма, то под нее ставится подстропильная ферма.
Рис. 3.23. Несущие элементы покрытий
а – из стропильных и подстропильных балок;
б – из стропильных и подстропильных ферм;
1 – колонны;
2 – подстропильные балки;
3 – стропильные балки;
4 – подстропильные фермы;
5 – стропильные фермы.
Подстропильная система применяется в том случае, когда по наружному ряду принят шаг 6 м, а по внутреннему ряду – 12 м.
Рис. 3.24. Подстропильные конструкции
Балки и фермы устанавливаются на колонны и крепятся с ними при помощи анкеров или сварки.
Рис. 3.25. Соединение стропильных ферм с колоннами
1 – ферма;
2 – колонна;
3 – анкера из колонны;
4 – закладная деталь;
5 – стальная пластина;
6 – шайба с гайкой.
Рис. 3.26. Соединение стропильных балок с колоннами
1 – балка;
2 – колонна;
3 – анкера из колонны;
4 – закладная деталь;
5 – стальная пластина;
6 – шайба с гайкой.
Связи между колоннами
Элементы каркаса, соединяющие между собой поперечные рамы, называют связями. Они воспринимают различные нагрузки, обеспечивая пространственную жесткость каркаса.
По характеру расположения связи бывают горизонтальные, установленные в плоскости ферм, и вертикальные, установленные между колоннами или фермами в вертикальной плоскости.
Вертикальные связи между колоннами продольных рядов устанавливают в середине температурного блока в каждом ряду. За температурный блок принимается длина здания 60 м, 72 м, 84 м. При шаге колонн 6 м ставят крестовые связи, при шаге 12 м – портальные.
Рис. 3.27. Обеспечение пространственной жесткости каркаса
а – вертикальные крестовые связи;
б – вертикальные портальные связи;
1 – колонны;
2 – подкрановые балки;
3 – вертикальные крестовые связи (в продольном ряду колонн);
4 – вертикальные портальные связи (в продольном ряду колонн).
В зданиях без мостовых кранов или с подвесными кранами связи ставят, когда высота помещения больше 10,8 м.
В зданиях с мостовыми кранами связи устанавливаются в подкрановой части начиная с высоты здания 8,4 м, а для зданий высотой 12 м; 13,2 м; 14,4 м предусматриваются и в надкрановой части здания.
Горизонтальные крестовые связи в уровне нижнего пояса балок или ферм устанавливают в зданиях с мостовыми кранами во втором шаге в начале здания и в предпоследнем шаге в конце здания.
Роль горизонтальных связей также выполняют плиты покрытия, подстропильные фермы или балки, подкрановые и обвязочные балки, стеновые панели.
Связи выполняют из стальных прокатных парных уголков или швеллеров и приваривают к закладным деталям колонн.
Рис. 3.28. Расположение вертикальных связей
а – на плане здания;
б – в разрезе здания;
1 – крестовая связь;
2 – портальная связь.
Рис. 3.29. Детали крепления вертикальных связей
1 – колонна;
2 – вертикальная связь;
3 – закладная деталь;
4 – соединительный элемент (косынка).
Тип связей и их конструкция предусматривается серией 1.424.1-5
Крестообразная 6 м связь весит ≈ 600-800 кг,
Портальная 6 м связь ≈ 100-1500 кг.
Стальной каркас
1. Основные типы колонн, опираемые на фундамент.
2. Стальные подкрановые балки.
3. Главные элементы покрытия из стали.
4. Детали и узлы стального каркаса
- соединение подкрановой балки с консолями и между собой
- крепление подкранового рельса с подкрановой балкой.
- соединение главных элементов покрытия с колоннами
Стальной каркас одноэтажного промышленного здания состоит из тех же конструктивных элементов, что и сборный ж/б каркас.
Рис. 3.30. Элементы стального каркаса
1 – колонны;
2 – подкрановые балки;
3 – вертикальные связи между опорами ферм;
4 – стропильные фермы;
5 – вертикальные связи между фермами;
6 – растяжки в уровне нижнего пояса ферм;
7 – прогоны;
8 – вертикальные крестовые связи;
9 – горизонтальные крестовые связи.
Стальные каркасы применяются в зданиях с повышенной этажностью, при укрупненной сетке колонн, а также при мостовых кранах большой грузоподъемности. Применение стального каркаса должно быть экономически обосновано.
Отсеки стальных каркасов по длине через 230 и 200 м и при ширине соответственно через 150 и 120 м разделяют деформационными швами.
Стальные каркасы допускаются в следующих случаях:
- при высоте одноэтажных зданий более 14,4 м;
- при грузоподъемности кранов 50 т и более;
- при пролетах здания 30 м и более.
Стальные колонны по конструкции бывают сплошные и сквозные.
Поперечное сечение сплошных колонн состоит из прокатных профилей (металлических уголков, швеллеров, двутавров, двутавра и швеллера) или листов, сваренных между собой по высоте. Сквозные колонны состоят из двух отдельных ветвей выполненных из сварных двутавров, соединенных планками или решетками, а надкрановая часть колонны выполняется из двутавра.
Рис. 3.31. Стальные колонны для зданий с подвесными и мостовыми кранами
Колонны постоянного сечения устанавливают в бескрановых зданиях или в зданиях с мостовыми кранами высотой 8,4 и 9,6 м.
Рис. 3.32. Стальные колонны постоянного сечения
а – для крайних рядов;
б – для средних рядов;
1 – ж/б фундамент;
2 – анкерные болты;
3 – анкерная плита;
4 – ствол колонны;
5 – консоль колонны;
6 – оголовок;
7 – отверстия для болтов;
8 – траверса башмака;
9 – опорная плита;
10 – надопорная стойка при подстропильных фермах.
Колонны сквозного сечения устанавливают в зданиях с высотой этажа 10,8 – 18 м, с мостовыми кранами грузоподъемностью до 125 т.
Рис. 3.33. Стальные двухветвевые колонны
а – для крайних рядов;
б – для средних рядов;
1 – база (башмак);
2 – подкрановая часть;
3 – надкрановая ветвь;
4 – оголовок;
5 – ребра жесткости;
6 – подкрановая траверса;
7 – решетка из уголков;
8 – анкерный болт;
9 – анкерная плитка;
10 – траверса башмака.
При выполнении стального каркаса фундаменты под колонны устраиваются, как и при сборном ж/б каркасе из монолитного ж/б с некоторыми изменениями.
Рис. 3.34. Монолитные ж/б фундаменты с траверсами под стальные колонны
1 – стальная колонна постоянного сечения;
2 – анкерный болт (с гайками и шайбой);
3 – анкерная плитка;
4 – опорная плита;
5 – цементная подливка;
6 – ж/б фундамент.
7 – траверса.
В нижней части колонны имеются башмаки – конструктивный элемент крепления колонны к фундаменту. Основная часть каждого башмака – стальная плита (опорный лист) толщиной 30-60 мм, которая может быть усилена ребрами, приваренными к опорной плите и стволу колонны. На нее опирается ветвь колонны, башмак крепят к фундаменту анкерными болтами. Опирание башмака осуществляется через слой цементно-песчаного раствора.
Рис. 3.35. Башмаки стальных колонн
а – на плите, усиленной ребрами;
б – на одиночной плите;
в – на плите, усиленной траверсами;
1 – ж/б фундамент;
2 – цементный раствор;
3 – опорная стальная плита;
4 – ветвь колонны;
5 – анкерный болт;
6 – ребра жесткости;
7 – траверса;
8 – анкерная плитка;
9 – наружная стеновая панель;
10 – фундаментная балка;
11 – обетонированная нижняя часть колонны.
Для связи башмака с фундаментом в нем, во время бетонирования устанавливаются деревянные пробки пирамидальной формы с большим основанием вверху. Деревянные пробки оборачиваются с наружной стороны толью или рубероидом, чтобы после бетонирования и схватывания бетона пробка легко вынималась.
Глубина заложения пробки вычисляется расчетом. В фундаменте образуются отверстия, в которые устанавливаются анкера (стержни). Нижний конец должен быть с крюком. После тщательной выверки (проверки) расстояний между осями стержней, отверстия бетонируются. Количество устанавливаемых стержней, их диаметр и длина – величины расчетные. Через эти болты происходит соединение башмака с фундаментом. Соединение выполняется двумя гайками и шайбой.
Рис. 3.36. Детали крепления монолитных ж/б фундаментов со стальными колоннами
1 – стальная колонна постоянного сечения;
2 – анкерный болт (с гайками и шайбой);
3 – анкерная плитка;
4 – опорная плита;
5 – цементная подливка;
6 – ж/б фундамент.
Подкрановые балки выполняются в виде сварных двутавров со стенками, укрепленными ребрами жесткости для шага колонн 6 и 12 м. Балки предусматриваются высотой 700, 900,1050 мм для шага колонн 6 м и 1100, 1300, 1450 мм для шага колонн 12 м.
Рис. 3.37. Стальные разрезные подкрановые балки
Рис. 3.38. Подкрановые конструкции
а – двутавровая сварная балка;
б – балка из широкополочных тавров;
в – двутавровая сварная балка, усиленная ребрами;
1 – опорное концевое ребро;
2 – стенка (вертикальная);
3 – верхний пояс;
4 – нижний пояс;
5 – вертикальные ребра жесткости;
6 – широкополочные тавры;
7 – стальной лист;
8 – горизонтальные ребра жесткости.
Между собой подкрановые балки соединяются при помощи болтов.
С консолью колонны подкрановые балки соединяются также при помощи болтов через опорную пластину.
Крепление рельса к стальным подкрановым балкам осуществляется при помощи прижимных лапок (как и при ж/б подкрановых балках), а также при помощи крюков.
Рис. 3.39. Детали крепления крановых рельсов к стальным подкрановым балкам
а – при помощи крюков;
б – при помощи прижимных «лапок».
Вид крепления зависит от режима работы мостового крана. По режиму работы мостовые краны делятся на легкие, средние и тяжелого режима. Чем больше во времени работает кран (2,3 смены), тем выше режим работы.
Крюками рельсы крепятся к металлическим подкрановым балкам при среднем и тяжелом режиме работы, а при легком режиме работы – при помощи прижимных лапок.
Рис. 3.40. Крепление крановых путей, концевые упоры
а – крепление рельсов на крюках и лапках;
б – крепление рельсов вертикальными планками и лапками;
1 – вертикальные связи из уголков;
2 – подкрановые балки;
3 – ж/д рельс;
4 – крюки;
5 – гайка с пружинной шайбой;
6 – деревянный брус;
7 – стойка концевого упора;
8 – вертикальный лист;
9 – горизонтальная пластина;
10 – болты;
11 – рельс;
12 – стальные лапки;
13 – рельс квадратного сечения;
14 – отверстия под болты.
В качестве главных элементов покрытия в стальных каркасах применяются стальные стропильные и подстропильные фермы с различным профилем: треугольные, прямоугольные.
Рис. 3.41. Схемы стальных ферм
а – стропильных, для кровель из листовых материалов;
б – то же, для рулонных кровель;
в – подстропильных;
1 – колонна;
2 – стропильная ферма;
3 – подстропильная ферма.
Пояса и решетку стропильных и подстропильных ферм выполняют из парных уголков или труб и соединяют между собой сваркой при помощи фасонок из листовой стали. Стропильные конструкции крепят к колоннам при помощи анкерных болтов.
Рис. 3.42. Стык фермы с колонной
1 – оголовок колонны;
2 – болты;
3 – надопорная стойка;
4 – упоры для крепления панелей;
5 – верхний опорный узел фермы;
6 – нижний опорный узел фермы.
Рис. 3.43. Опирание стальной фермы на колонну
1 – колонна;
2 – стропильная ферма;
3 – опорная стойка.
Связи, установленные между стропильными фермами и колоннами обеспечивают пространственную жесткость стального каркаса.
В уровне верхнего пояса ферм закрепляют горизонтальные крестовые связи и распорки.
В уровне нижнего пояса ферм закрепляют поперечные и продольные связевые фермы и ставят растяжки из уголков.
Между стропильными фермами закрепляют вертикальные крестовые связи или фермочки с параллельными поясами.
Вертикальные связи между колоннами устанавливают в каждом продольном ряду колонн (в средине температурного блока).
Вертикальные связи в надкрановой части колонн располагают в местах расположения вертикальных связей между фермами покрытия.
Все типы связей выполняются из прокатных профилей металла и закрепляют болтами или сваркой к элементам каркаса.
Многоэтажный железобетонный каркас промышленных зданий
Многоэтажное промышленное здание возводится из сборных ж/б элементов, монолитного ж/б или в сборно-монолитном варианте. Сетка колонн и высота этажей унифицированы и зависят от назначения здания.
По конструктивному решению ж/б каркасы делятся на:
- стоечно-балочные с сеткой колонн 6×6, 9×9, 6×9м;
- стоечно-балочные с увеличенным пролетом вверху;
- большепролетные с сетками колонн 6×12, 6×18 м;
- безбалочные с сеткой колонн 6×6, 9×9, 6×9м;
- с монолитными перекрытиями.
Рис. 3.44. Ж/б каркасы многоэтажных зданий
а – стоечно-балочный;
б – стоечно-балочный с верхним увеличенным пролетом;
в – большепролетные;
г – безбалочные;
д – с монолитными перекрытиями;
1 – фундаменты;
2 – колонны;
3 – ригели;
4 – плиты перекрытий;
5 – плиты покрытий;
6 – стропильные балки;
7 – безраскосные фермы;
8 – капители;
9 – надколонные плиты;
10 – пролетная панель.
Высота этажа в многоэтажном промышленном здании может быть: 3,3; 3,6; 4,2; 4,8; 6; 7,2; 8,4 м. Начиная с высоты 8,4 м, ставится кран.
Стоечно-балочный каркас.
Каркас стоечно-балочного типа состоит из следующих элементов:
- фундаменты;
- колонны крайних и средних рядов;
- ригели;
- плиты перекрытия и покрытия;
- связи (портальные, крестовые)
- диафрагмы жесткости.
Рис. 3.45. Элементы балочных каркасов
а – одноэтажная колонна крайних рядов;
б – одноэтажная колонна средних рядов;
в – двухэтажная колонна крайних рядов;
г – двухэтажная колонна средних рядов;
д – ригель таврового сечения;
е – ригель прямоугольного сечения;
ж – плиты междуэтажного перекрытия (основная);
и – доборная плита междуэтажного перекрытия.
Фундаменты под колонны могут быть выполнены из сборного ж/б по серии 1.020-1/83 и в монолитном варианте по серии 1.420. Для серии 1.020-1/83 фундаменты изготавливаются одноступенчатые 1,5×1,5 м, 1,8×1,8 м, 2,1×2,1 м высотой 0,75 м. Для серии 1.420 фундаменты могут быть одноступенчатые и многоступенчатые. Фундаменты устанавливаются на бетонную или песчаную подушку.
Колонны, в зависимости от места установки подразделяются на крайние и средние. Крайние колонны имеют одну консоль, а средние – две консоли, которые служат для опирания ригелей. Колонны, которые изготавливаются на 1,2,3 этажа. Сечения колонн: 400×500; 500×500; 500×600; 400×600 мм. Колонны многоэтажных зданий стыкуются на высоте 0,6 м от уровня пола.
Ригели таврового сечения укладываются на консоли колонн и изготавливаются с одной или двумя полками, которые служат для опирания плит перекрытия. Также ригели могут изготавливаться без полок прямоугольного сеения.
Плиты перекрытия и покрытия применяются в данном случае ребристые двух видов: основне шириной 1200 и 1500 мм и доборные шириной 600 и 750 мм, которые укладываются у наружных стен. Плиты перекрытия опираются на полки ригеля или на верхнюю плоскость ригеля.
Стыки колонн располагают выше перекрытия и соединяют сваркой стыковых металлических стержней и оголовков с последующим замоноличиванием.
Стык колонны с ригелем осуществляется путем сварки вверху выпусков арматуры, а внизу закладных деталей, и замоноличиванием зазоров бетоном.
Рис. 3.46. Конструктивные элементы и узлы соединения балочного каркаса по серии 1.420
а – колонна;
б – ригель;
в – фундамент;
г – ребристая плита перекрытия (основная или доборная);
д – соединение двух колонн по высоте;
е – соединение колонны с ригелем;
1 – колонна;
2 – ригель;
3 – стержень из колонны;
4 – стержень из ригеля;
5 – заполнение бетоном;
6 – обойма;
7 – соединительный стержень (коротыш);
8 – центрирующая пластина.
Рис. 3.47. Конструктивные элементы и узлы соединения балочного каркаса по серии 1.020
а – колонна с потайной консолью;
б –ригель;
в – круглопустотная плита перекрытия (основная или доборная);
г – соединение двух колонн по высоте;
д – соединение колонны с ригелем;
1 – колонна;
2 – ригель;
3 – арматурные стержни;
4 – центрирующая пластина;
5 – арматура вкруговую;
6 – соединительный уголок.
Безбалочный каркас.
В многоэтажных промышленных зданиях легкой промышленности применяются безбалочные каркасы, которые устраиваются с гладкой поверхностью потолка.
Основными элементами безбалочного каркаса являются: колонны, капители, надколонные и пролетные плиты.
Колонны изготавливаются высотой на этаж и имеют сечение 400×400; 500×500; 600×600 мм. В верхней части колонн имеются четырехсторонние консоли, на которые опирается капитель с квадратным отверстием в центре для пропуска колонны. Капитель по четырем сторонам имеет полочки, на которые опираются надколонные плиты, которые в свою очередь служат опорой для пролетных плит.
Все элементы соединяются при помощи сварки закладных деталей.
Рис. 3.48. Конструкция безбалочного каркаса
а – поперечный разрез;
б – фрагмент плана;
в – узлы сопряжения;
1 – колонна;
2 – капитель;
3 – подколонная плита;
4 – пролетная плита;
5 – полукапитель;
6 – выпуск арматуры;
7 – консоль колонны.