книги из ГПНТБ / Максимов С.Н. Инженерные сооружения (с основами строительного дела) учеб. пособие

столько большой, что вызывает резкое увеличение высоты и стои­ мости всего здания). Поэтому многоэтажные здания всегда от­ личаются от одноэтажных более частым расположением несущих

колонн.

Производства, использующие тяжелое, громоздкое оборудо­ вание, а. также оборудование, создающее динамические нагрузки (прокатные, кузнечные цехи и т. и.), всегда размещают в одно­ этажных зданиях. Жилые, административные и другие здания коммунального назначения в настоящее время всегда строят мно­ гоэтажными.

Водноэтажных зданиях отсутствует необходимость в верти­ кальном транспорте людей и материалов, но зато возникает не­ обходимость в развитии горизонтального транспорта (дорог, пу­ тей) и коммуникаций (инженерные сети и водопровод, канализа­ ция, тепло- и газоснабжение, кабельные сети и т. и.), а также возрастают площади размещения самого здания.

При многоэтажных зданиях сокращается потребность в пло­ щадях, но возникает необходимость в организации вертикального транспорта людей, оборудования, материалов и готовой продук­ ции. Для этого в многоэтажных зданиях требуется создание лест­ ниц, лифтового хозяйства и т. п. Кроме того, в многоэтажных зданиях из-за более частого расположения несущих колонн и других конструкций существенно стесняются возможности разме­ щения крупного технологического оборудования.

Впрактике современного строительства применяют очень большое разнообразие схем и конструкций зданий как промыш­

ленного, так и коммунального назначения. Рассмотреть их все не представляется возможным, поэтому ниже даются характери­ стики лишь самых простых и типичных, по которым видна прин­ ципиальная схема конструкции, условия ее работы, а также Без­

большой грузоподъемностью (до 5 т). Стены таких зданий являют­ ся одновременно и несущей конструкцией и ограждающим эле­ ментом. Толщина стен рассчитывается по прочности и должна обеспечивать опиранпе и устойчивость несущей конструкции по­ крытия. При большой высоте и наличии внутри здания мостовых кранов стены усиливаются п и л я с т р а м и (рис. 171, б), на кото­ рые опираются подкрановые пути и несущие элементы покрытия. Пилястры представляют собой утолщенные участки стен, распо­ лагаемые в промежутках между окнами.

Одноэтажные каркасные здания отличаются от зданий с не­ сущими стенами тем, что нагрузка от несущих конструкций по­ крытия, а также мостовых кранов воспринимается каркасом, со­ стоящим из несущих колони. В состав каркаса кроме основных колонн входят связующие конструкции: несущие конструкции, по-

2 9 0

вспомогательные колонны. Каркас здания в целом должен на­ дежно и устойчиво работать под действием крановых, ветровых и других нагрузок. В ряде случаев в его состав вводят специаль­ ные распорные элементы, увеличивающие его жесткость.

Колонны каркасных одноэтажных зданий выпускаются раз­ личных конструкций: для размещения в углах здания (крайние опоры) и в середине стены, а также с возможностью расположе­ ния на них подкрановых балок. Для этого в верхней части колон­

товляются из бетонов марки 300—400 без предварительного на­ пряжения арматуры, так как колонны работают в основном на

291

но в промышленном строительстве, в настоящее время применяют редко. В гражданском (жилищном) строительстве они иногда еще встречаются, но обычно это здания небольшой этажности (до

Рис. 173. Схема каркасного здания:

1 — наружные колонны; 2 — внутренние колонны; 3 — ригель каркаса (прогон)

5 этажей). Однако и в таких зданиях междуэтажные перекрытия опираются внутри здания на колонны, а по внешнему контуру — на стены и создают таким образом «неполный» каркас. Обычным типом многоэтажного промышленного и современного граждан­ ского (жилого) здания является каркасный (рис. 173), у которого все междуэтажные перекрытия, как и покрытие здания, опира­ ются на колонны, а стены являются лишь ограждающей конструк­ цией.

§3. КОНСТРУКЦИИ НЕКОТОРЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ЗДАНИЙ

Ст е н ы состоят из следующих элементов: цоколя — нижней, юбычно несколько утолщенной части стены, опирающейся на фун­

2 9 2

стены, предохраняющей его от попадания на стену воды, стекаю­ щей с крыш; гидроизоляции, располагающейся в нижней части

293

и предназначенную для защиты от попадания в прифундаментную часть влаги, стекающей с кровли здания или со стены. Ширина отмостки должна на 20—30 см превышать вынос карниза.

Во избежание образования трещин из-за неравномерного расширения при нагреве, а также из-за неравномерных осадок в стенах предусматривают температурные и осадочные швы, ко­ торые для обеспечения непродуваемости заполняют паклей или рубероидом.

Стены современных капитальных промышленных и граждан­ ских зданий строят из кирпича, блоков, панелей и т. п. В отдель­ ных случаях для отделки стен и заполнения пространств между несущими элементами каркаса применяют стекло, легкие металлы и пластмассу. Некоторые мелкие здания и сооружения возводят еще из дерева, но этот материал для стен является в настоящее время отживающим.

Кирпичные стены, как и стены из других естественных или ис­ кусственных камней, все еще широко используются в практике промышленного и гражданского строительства. Для придания надлежащей прочности и устойчивости кладку ведут с перевязкой, т. е. с расположением камней так, чтобы швы в нижнем ряду пе­ рекрывались камнями вышерасположенного ряда. Раствор, на ко­ тором ведется кладка, обволакивает каждый камень и связывает всю кладку в единый массив. Кирпичные стены возводят из гли­

же, как и из кирпича, т. е. методом ручной кладки. В целях эко­ номии ручного труда и повышения производительности труда в настоящее время переходят на такие стеновые материалы, как крупные блоки, панели и т. д.

Крупноблочные стены возводят из бетонных или других бло­ ков весом до 5 т путем монтажа их с помощью кранов. Такие блоки изготовляются на заводах железобетонных конструкций, а доставка на строительство осуществляется специальным транс­ портом. Установка блоков в стену ведется на цементном растворе с заполнением им же вертикальных швов. Стены из крупных бло­ ков могут работать как несущие элементы здания.

Крупнопанельные стены возводятся из тонких железобетон­ ных или армированных керамзито- и пенобетонных плит, изготов­ ляемых на специальных заводах и навешиваемых к несущему каркасу здания. Такие стены всегда являются не несущими, так как плиты ввиду малой толщины недостаточно прочны для этого. Монтажные работы по возведению панельных стен состоят из сварки стыковой арматуры с последующим заполнением швов и стыков между панелями и каркасом цементным (строительным) раствором.

2 9 4

Наибольшая механизация строительных работ достигается при сборке зданий из пространственных блоков, когда на строи­ тельную площадку доставляют с домостроительных комбинатов готовые секции, представляющие собой целые комнаты, лестнич­ ные клетки, кухонные и санитарно-технические узлы и т. и.

~Т,

л

Рис. 175. Железобетонные фермы.

а — сегментная; б — с параллельными поясами

Рис. 176. Железобетонные пространственные покрытия:

а — двоякой кривизны; 6 — цилиндрическая

Покрытия ограждают здание и сооружения сверху и несут нагрузку от снега и дождя. В них различают две основные части,

несущую и ограждающую. Несущая часть может состоять из от­ дельных плоских элементов (балок, ферм, плит и т^ п рис. 175)

или из пространственных конструкции (рис. 176). Последние пред

295

ставляют собой купол или оболочку и являются не только несу­ щим, по и ограждающим элементом здания.

Междуэтажные перекрытия—’важнейший элемент всякого многоэтажного здания. Балки перекрытия опираются на колонны или стены и вместе с ними создают рамы, являющиеся основой всего несущего каркаса здания. Для придания надлежащей жест­ кости многоэтажному зданию в состав его каркаса вводятся спе­ циальные элементы — стальные связи. Это особенно важно в зда­ ниях с навесными панельными стенами, тогда как в стенах из крупных блоков жесткость конструкции обеспечивается самими несущими стенами.

Конструкции таких элементов здания, как кровли, лестницы, двери и окна, перегородки и другие, нами не рассматриваются, так как эти элементы являются второстепенными во взаимодей­ ствии сооружения с основанием.

Выбор типа и конструкции промышленного или гражданского здания и сооружения производится исходя главным образом из его назначения и является результатом специальных проектных проработок.

При этом геологические условия не только принимаются во внимание, но часто являются решающими. Так, решение вопроса о разрезке каркаса или несущей стены осадочными или строи­ тельными швами основывается на анализе сжимаемости основа­ ния. Наличие большой разнородности (по сжимаемости) основа­ ния может потребовать введения большей жесткости конструкции здания или разрезки его на отдельные секции. Особенности гео­ логической обстановки в наибольшей степени определяют выбор типа и конструкции фундамента, а также влияют на решение многих вопросов проектирования надфундаментной конструкции сооружения.

§4. ПОДЗЕМНЫЕ ПРОМЫШЛЕННЫЕ СООРУЖЕНИЯ

Вмировой практике промышленного строительства имеются примеры размещения под землей заводов, электростанций, скла­ дов и хранилищ, гаражей и ангаров, баз и убежищ и т. п. Строи­ тельство подземных промышленных сооружений за рубежом про­ изводилось еще до второй мировой войны, но особенно широкое распространение получило во второй ее половине. В послевоенное время во многих странах мира продолжалось сооружение различ­ ных подземных заводов, складов, баз и т. п.

Заводы с крупным и тяжелым оборудованием (с прокатными станами, со сборкой крупногабаритных машин и т. п.) требуют очень больших помещений с широкими входами и выходами, по­ этому подобные предприятия редко помещают под землей. Обыч­ но под землей размещают заводы, производящие всевозможные станки и моторы, точные и другие приборы, электронные и опти­ ческие устройства, химические препараты, снаряды и т. п.

2 9 6

Площади подземных предприятий в ряде случаев достигают больших размеров, превышая многие тысячи квадратных метров. Так, из зарубежной практики известен пример подземного завода авиационных моторов, занимавшего площадь до 830 тыс. м2.

Подземные предприятия можно располагать в любых поро­ дах, хотя наиболее пригодны для этого достаточно прочные и ус­

Для размещения подземных предприятий могут использовать­ ся как уже существующие подземные выработки, так и специаль­ но для этого разрабатываемые. При этом естественные пещеры, как правило, оказываются непригодными (из-за неправильной формы, крупных полостей, извилистых и узких соединительных проходов). Существующие тоннели тоже малопригодны для этих целей ввиду малого их сечения и необходимости ведения больших работ по их расширению. Зато выработанное пространство руд­

шахты ввиду недостаточной устойчивости вмещающих пород и опасности их (по пыли и газу) для этих целей не используются.

Подземные заводы размещают обычно в сети разветвленных тоннелей или в отдельных камерах, отделенных друг от друга це­ ликами пород. Эти помещения могут располагаться на одном и на нескольких горизонтах — выбор того или иного варианта рас­ положения зависит от геологического строения и гидрогеологи­ ческих условий массива и от технологической схемы производства.

В настоящее время в США форма подземных выработок для

(с резервными воздухозаборами и подачей 6—10 м3/мин свежего воздуха на каждого работающего), кондиционирование воздуха, отопление и освещение, а также необходимые санитарно-техниче­ ские устройства.

В настоящее время в более чем 30 странах мира строится и эксплуатируется свыше 300 подземных электростанций. Боль­ шинство из них гидравлические, хотя в ряде стран построены подземные паро- и газотурбинные и атомные электростанции.

Кроме того, во многих странах эксплуатируются и строятся многочисленные подземные сооружения большого сечения и раз­ ного назначения: убежища для людей, стоянки для судов, базы и доки для подводных лодок, гаражи для автомашин, ангары для самолетов и др.

Среди подземных сооружений большое распространение по­ лучили всевозможные склады и хранилища продуктов, боеприпа­

2 9 7

2 9 9