18. Особенности железобетонного каркаса промышленных зданий.

Каркас одноэтажного промышленного здания состоит из фундаментов, фундаментных балок, колонн, несущих элементов докрытая, подкрановых балок и связей (рис.70).

Каркасы выполняют в основном из сборных железобетонных элементов. Монолитный железобетон применяют при наличии соответствующего технологического обоснования. В зданиях с большими пролетами и высотой при грузоподъемности мостовых кранов 50 т и более, а также в особых условиях строительства и эксплуатации допускаются стальные каркасы. В ряде случаев применяются смешанные каркасы.

При выборе материалов необходимо учитывать размеры пролетов и шага колонн, высоту здания, величину и характер действующих на каркас нагрузок, наличие агрессивных факторов, требования огнестойкости, долговечности и технико-экономические обоснования.

Каркас промышленного здания подвергается сложному комплексу силовых и несиловых воздействий. Силовые воздействия возникают от постоянных и временных нагрузок (собственная масса конструкций, снег, ветер, люди, эксплуатационное оборудование, грузоподъемные устройства и т. д.). В связи с этим элементы каркаса должны отвечать требованиям прочности и устойчивости.

Несиловые воздействия образуются от влияния внешней и внутренней среды в виде положительных и отрицательных температур, пара, содержащихся в воздухе химических веществ, действия минеральных масел, кислот и т. д. Все эти компоненты разрушают структуру строительных материалов, а следовательно, и конструкций. Поэтому элементы каркаса должны обладать термостойкостью, влагостойкостью и биостойкостью.

При строительстве промышленного здания наибольший расход материалов приходится на несущие элементы здания, составляющие его каркас. Поэтому снижение расхода этих материалов обеспечивает эффективность строительства. Оно может быть достигнуто более полным использованием физико-механических свойств материалов, в основном, бетона и железобетона, так как именно эти материалы являются основными при изготовлении конструкций каркаса. Экономия может быть достигнута и совершенствованием конструктивной формы элементов. Так, например, замена железобетонных колонн прямоугольного сечения на двухветвевые уменьшает расход железобетона на 22.-.26 %, применение пространственных покрытий вместо плоских сокращает расход бетона на 26 % и стали до 34 %. Большую экономию дает использование материалов высокой прочности. Так, повышение классов бетона с ВЗО до В50...В60 позволяет сократить его расход в балках и фермах на 8...10 %, а применение высокопрочной арматуры обеспечивает экономию стали до 36%.

Типовым решением при конструировании сборного железобетонного каркаса одноэтажного промышленного здания является применение поперечных рам из сборных железобетонных колонн и несущих элементов покрытия (балок или ферм) и продольных элементов в виде фундаментных, подкрановых и обвязочных балок, плит покрытия и связей. Соединение несущих элементов покрытия с колоннами в этом случае принято шарнирным. Это позволяет осуществить независимую типизацию балок, ферм и колонн, так как при шарнирном соединении нагрузка, приложенная, к одному из элементов, не вызывает изгибающего момента в другом. Достигается высокая степень универсальности элементов каркаса, возможность их использования для различных решений и типов несущих элементов покрытия. Кроме того, шарнирное соединение колонн, балок и ферм конструктивно значительно проще жесткого, тем самым облегчается изготовление и монтаж конструкций.

Все элементы сборных железобетонных каркасов унифицированы и при проектировании их подбор производят по специальным каталогам.

В каркасах большой протяженности устраивают температурные швы, расчленяющие каркас на отдельные участки, называемые температурными блоками. Каждый температурный блок должен иметь длину не более 72 м, ширину не более 144м и обладать самостоятельной пространственной жесткостью.