лекции прядко

систем прив’язку до розподілювальних швів (оседання та температурних) вирішують окремо, розрахунком.

Модульна координація основних параметрів промислових будівель та стандартна прив’язка конструктивних елементів до розподілювальних вісей дозволяє уніфікувати їх об’ємно-планувальне та конструктивне рішення та сприяє подальніш індустріалізації будівництва.

Лекція №5

КОНСТРУКТИВНІ СХЕМИ ПРОМИСЛОВИХ БУДІВЕЛЬ. БЕЗКАРКАСНI І КАРКАСНІ БУДІВЛІ. ЕЛЕМЕНТИ КАРКАСУ.

ФУНДАМЕНТИ ПРОМИСЛОВИХ БУДІВЕЛЬ. ВИДИ ФУНДАМЕНТІВ. ФУНДАМЕНТНІ БАЛКИ.

Одноповерховi промислові будiвлi (ОПБ) і багатоповерховi промислові будiвлi (БПБ) частiше всього виконують каркасними. Каркаснi системи бiльш рацiональнi при значних статичних і динамічних навантаженнях та великих розмiрах прольотiв.

При невеликих прольотах (до 12 м) є відсутность важкого пiдйомнотранспортного устаткування може застосовуватися конструкція з несучими стінами, якi підсилюють пiлястрами в місцях обпирання несучих елементiв покриття.

Несучий кiстяк ОПБ - поперечні рами і елементи, що зв'язують їх у поздовжньому напрямку.

Поперечна рама - стояки, жорстко пов'язанi з фундаментом, ригелi (ферми чи балки), на якi спираються плити покриття.

Поздовжнi елементи - фундаментнi, пiдкрановi балки, конструкції, що несуть покриття (плити, прогони) і спеціальні зв'язки (вертикальнi і горизонтальнi).

Зовнішні стіни в каркасних будiвлях виконують огороджуючi функції. Покриття прогонне або безпрогонне. При великому кроці колон (12, 18, 24, 36, 42, 48) використовують пiдкрокв'янi конструкцiї, на які спирають ферми або балки. Iнколи проектують пiдкраново-пiдкрокв'яну ферму прольотом 36, 48, 60, 72 м.

Каркас може виконуватися із залiзобетону, металу чи бути змішаним. Покриття, виконане із з/б. плит, має приведену товщину бетону 80 : 100 мм, власну вагу 200-250 кг/м2, що призводить до значних навантажень на каркас. Покриття по профiльованому металевому настилу значно легшi (30-50 кг/м2).

Для зниження матерiалоємкостi будiвлi перспективним є застосування для покриття просторових конструкцiй оболонок, склепiнь, складок, що дозволяють зменшити приведену товщину покриття, а інколи і відмовитися від внутрішніх опор.

Рішення конструктивної системи промислової будiвлi визначається технологічним процесом, який вимагає певного архiтектурно-планувального рішення.

Конструктивнi елементи повинні забезпечувати мiцнiсть, стiйкiсть, довговічність будови в цiлому, вiдповідати вимогам економії. На будь-якому етапі проектування необхідно враховувати впливи і навантаження: силові і несиловi (температура, вологість, сонце, корозiя, опади).

Каркаси промислових будiвель (рис. 39.1). Каркас ОПБ складається із поперечних рам (колони та елементи, що несуть покриття: балки, ферми, арки) і

елементів: фундаментних, пiдкранових балок, пiдкрокв'яних конструкцій, зв'язків, плит покриття, що розмiщуються вздовж споруди. Коли конструкції, що несуть покриття, виконують у вигляді просторових систем - склепiнь, куполiв, складок та ін., вони є одноразово елементами каркасу вдовж i поперек будiвлi.

Матеріал з/б, сталь. Вибір залежить від характеру силових і несилових навантажень. Враховуються також розміри прольотiв, крок колон, висота будiвлi, місце будівництва, вогнетривкiсть, технiко-економічні показники.

Навантаження і впливи. Силовi і постійні - (маса конструкції) · тимчасові (люди, сніг, устаткування, статика і динамiка).

Першочерговi вимоги - мiцнiсть, стiйкiсть, невеликi деформацiї.

Несиловi - температура + і -, волога, розчини солі, кислоти, луги, мінеральні масла, розчинники, жири, мiкроорганiзми, блукаючі струми та ін.

До того ж вимоги довговiчностi: термостiйкiсть, бiостiйкiсть, корозостiйкiсть, вологостійкість, вогнестiйкiсть, економiчнiсть.

Матеріал каркасу - насамперед залiзобетон. Сталь - при сейсмiчностi бiльш нiж 8 б, великих динамічних навантаженнях, в цехах з високою температурою, при висотi колон бiльш 18 м, при мостових кранах бiльш 50 т, при важкому режимі роботи кранів.

Крім того, може застосовуватись комбінований каркас - колони – з/б. пiдкрановi балки, ліхтар·, фахверк, ферми покриття - сталь.

Залiзобетоннi каркаси.

Колони для будов безкранових і будов з мостовими кранами. Рис. 39.2. Суцiльнi і двохгiлковi. Крайні, середні, у торцевих стін. Для безкранових будов при висотi Н менш 7 09.6 м - перетин колон прямокутний 400 х 400,

500 х 500, 500 х 600, круглий , цiльний або пустотний. Для будов з мостовими кранами.

Колони мають пiдкранову і надкранову частину. Колони можуть бути Рис. 39. 1. консольнi, східчасто - консольнi, східчасті, двогiлковi.

Інколи в пiдкрановiй частинi влаштовують проходи для обслуговування кранових шляхів. Рис. 39. 2. Типи колон ОПБ. Защемлення колон у фундаменти в·д 0.9 до 1.6 м залежно від виду колон, перетину і т. д. Сполучення з іншими елементами зварюванням закладених деталей чи болтах. Круглі центрифугальнi колони дають економію до 30 - 50 % бетону · 20 - 30 % сталi. Був час, коли застосовувалися колони двотаврового перетину. Відмовилися через нетехнологiчнiсть виготовлення. Фундаменти. Витрати бетону 20 - 30 % від загального обсягу на будiвлi. Збірні і монолiтнi. Монолiтнi східчасті з анкерними болтами чи отвором для встановлення колони. Застосовуються при масі фундаменту понад 12 т. Будiвлi підприємств металургії, енергетики. Обсяг одного фундаменту досягає 100 м3. Збірні фундаменти із одного блоку, блоку і плити; кiлькох

блоків і плит (мал. 39.3). Збірні елементи вкладають на розчині і єднають зваркою закладних деталей. Блоки і плити вкладають на підготовку товщиною 100 мм із щебеню, пiску або бетону при вологих грунтах. При великому заглибленнi фундаменту до його складу включається пiдколонник. Під залiзобетоннi колони фундаментний блок (верхній) має отвiр, що відповідає розмірам колони i забезпечує жорстке сполучення. Збірні складові фундаменти можуть виконуватися із блокiв з пустотами, що заповнюються бетоном, який утворю вертикальнi шпонки. Рис. 39. 3. Вiдмiтка верху фундаменту приймається (- 0.150) на 150 мм нижче рівня жорсткої пiдлоги, що дозволяє виконувати зворотну засипку котлована до монтажу колон. В місцях деформацiйних (температурних) швiв фундаментний блок може мати 2 або 4 стакана. Зовнішні і внутрішні стіни промислових будiвель спираються на фундаментнi блоки прямокутного, таврового або трапецiєподiбного перетину. По зовнішніх рядах балки встановлюють на уступи фундаментiв або бетонні· стовпчики у зовнішньої гранi колони, під внутрішні стіни по осях колон. Верх фундаментних балок розташовується на 30-50 мм нижче відмітки пiдлоги. Номiнальна довжина балок 6 і 12 м. Висота 450 · 600 мм. Ширина перетину поверху 260, 300, 400, 520 мм. При грунтах, якi збiльшують об'єм при промерзаннi, пiд балкою виконують пiдсипку із шлаку, шлак засипають і по боках уздовж ст·н. ( Рис. 39.4.). Поверх фундаментних балок укладають гiдроiзоляцiю із цементно-піщаного розчину або з 2-х шарiв руберојду. Рис. 39. 4. Опирання фундаментних балок. У зарубіжній практиці застосовують фундаментнi блоки iз гніздами для випускiв арматури колони. Під металеві фундаменти улаштовують анкерні болти (рис. 39.5.).

Лекція №6

ПОКРИТТЯ ПРОМИСЛОВИХ БУДІВЕЛЬ

Покриття промислових будiвель. Типи несучих конструкцій покриттiв

із залiзобетону, металу. Балки, ферми, рами, арки. Просторові конструкції покриттiв промислових будiвель. Оболонки, складки, висячі системи.

Несучі конструкції покриттів промислових будiвель подiляють на кроквяні, пiдкроквянi.

Кроквяні плескаті балки, ферми, рами, арки.

Просторовi - оболонки, складки, куполи, склепiння і висячі системи. Пiдкроковi - балки і ферми.

Огороджуючи - плити, прогони.

Залiзобетоннi балки . Раціональна область застосування – прольоти 6, 9, 12, 18 м. Односхилі, двосхилі, з паралельними поясами. Перетин тавровий і двотавровий. У стінках балок можуть бути отвори для полегшення і пропуску комунікацій. Крок 6 і 12 м. Похил верхнього поясу двосхилих балок 1 : 12. Односхилі балки встановлюють із перепадом опертя через 600 мм.

Кріплення балок до колони анкерними болтами із наступним зварюванням закладних елементів.

Температурні шви виконують на коткових опорах або на подвiйних колонах.

Рис. 42.1.

Залiзобетоннi ферми . Прольоти 18, 24, 30. Крок 6 і 12 м. Доцільна область застосування - пролiт 24 м. При 18 м бiльш доцiльнi балки, а при прольотi 30 м - металевi ферми.

Ферми сегментнi i з паралельними поясами найбільш розповсюдженi. Застосовують безроскоснi арочні. Пішли в минуле полiгональнi (рис. 42.2.).

Крок панелі по верхньому поясi 3 м, по нижньому 6 (інколи 3 м).

Можуть бути цiльними і складеними. Збирають ферми із заздалегідь заготовлених лiнiйних елементів. Нижній пояс ферм попередньо напружений. До нижнього поясу ферм можна пiдвiсити монорельси або пiдвiсну стелю.

По верхньому поясi можуть влаштовуватися ліхтарі. Деякi ферми дозволяють використання простору помiж фермами для допоміжних приміщень.

Висота ферм на опорі 800 мм. Для утворення плоскої покрівлі можливе установлення банкеток (стiльцiв). Кріплення до колон аналогічно балкам. Унiфiкацiя забезпечуї взаїмозамінність.

Залiзобетоннi арки. Доцiльнi при прольотах понад 40 м. Тришарнiрнi, двошарнiрнi, безшарнiрнi. Краще всього опирати ·х на фундаменти.

Найбільш розповсюджені двошарнiрнi із затяжкою, якi просто влаштовують на колони.

Арки збiрнi. Монолiтнi потребують великих витрат робочого часу. Безшарнiрнi бояться нерiвних деформацiй пiдвалин. Перетин арок коробчатий, тавровий, прямокутний. Арка збираїться із окремих ланок.(Рис.42.3.).

Рами . Стрижнева конструкція, геометрична незмiннiсть якої забезпечується жорстким з'їднанням елементів. Однопрольотнi, багатопрольотнi.

Переваги - менша висота рiгеля (-1:20), менший видаток матеріалів. (Рис. 42.4.).

Оболонки . Просторові тонкостiннi конструкції.

Як і в громадських будiвлях застосовуються короткі і довгі цилiндровi оболонки, коноїдальнi (коноїди), куполи, призматичнi оболонки - складки. Так як у оболонках створюється просторовий напружений стан і більш повно використовуються мiцноснi характеристики матеріалу, в багатьох випадках конструкції отримуються значно економiчнi, сумiщуються несучi i

співвідношенням довжини хвилі до прольоту понад 2 працює в основному на стиск. Опорою для склепіння є стіни чи бортові елементи, сполучені затяжками, що сприймають горизонтальнi стiни.

Довгi оболонки з співвідношенням довжини хвилі до прольоту менш 2 працюють як балки криволінійного перетину. Цилiндрична тонка плита підсилена вздовж бортовими елементами, зв'язаними між собою поперек діафрагмами. Варіант конструктивного виконання оболонки показаний на рис. 42. 5.

При розміщення цилiндричних оболонок похило одержують шедовi покриття, якi утворюють одностороннї освітлення в будiвлях.

Різновид шедових - коноїди ( Рис. 42.6. ).

Складки. Найпростіший засіб одержання складки - заміна криволінійно·

монолiтними і збірними. У напрямі хвилі складки збирають із плит з ребрами. Плити спираються на діафрагми, що пов'язані бортовими елементами. ( Рис. 42.7.).

Бондарнi склепiння. Склепiння - оболонки застосовують при прольотах 60 - 100 м. Завдяки формі матеріал оболонки зазнає стиску в 2-х напрямках, тому виконується тонкою (коло 30 мм). Поперечні діафрагми через 3 - 8 м, розпирачi сили сприймаються попередньо напруженими затяжками. Конструкція більш економiчна порівняно з іншими.(Рис. 42.8.). Замість цилiндричного перетину елементи склепіння можуть мати

складчасту або хвилеподібну форму.

Висячi покриття . Застосовуються для будiвель з великими прольотами. Основна несуча конструкцўя - трос, який працюї на розтяг, що дозволяє повнiстю використовувати мiцнiсть матеріалу.

Конструкцію для опертя виконують або з замкнутим контуром (круглої, елiптичної, овальної) і тоді вона працює на стиск, або разомкнуту, частіше прямокутну, і тоді зусилля, що розтягують троса, сприймають вiдтягуючими з анкерними пристроями, або рамами. ( Рис. 42.9. ).

За конструктивною схемою висячі конструкції можуть бути однотросовими і зi стабiлiзуючими тросами, однопрольотними і багатопрольотними.

Для забезпечення жорсткостi покриття перед заповненням стикiв виконують привантаження, яке викликає розтяг у вантах.

Після твердiння бетону в стиках привантаження знімають, і конструкція оболонки виявляється стислою, що дозволяє забезпечувати за гальну жорсткiсть.

Пiдкроквянi конструкцiї влаштовують, коли крок колон каркаса перевищує крок ферм чи балок покриття, і виконують у вигляді балок довжиною 12 м, висотою 1500 мм або ферм висотою 2200 чи 3300 мм, довжиною 12, 18 м.

Для опертя крокв на нижньому поясi пiдкроквяних конструкцiй є стiльцi. Таке рiшення зменшує висоту (рис. 42.10.).

У будовах із металевим і комбінованим каркасом застосовуються металевi ферми покриття: з паралельними поясами, полiгональнi, сегментнi, трикутнi, у виглядi парабол.

Зпаралельними поясами для прольотiв до 60 м, полiгональнi до 36 м у покриттях із рулонною покрiвлею з ухилом 1 : 8; трикутнi при крутих схилах при покрівлях із листiв.

Зметою унiфiкациiї висота ферм на опорах 0, 45 і 2, 2 м.

Геометрична схема решiток залежить від навантаження (вузлове), профiля і висоти ферм. Частіше трикутнi решiтки, рiдше розкiснi, хрещатi. (Рис.42.11).

Елементи ферм iз парних кутiв з'єднуються у вузлах зваркою при допомозі листових косинок.

Опертя ферм на колони шарнiрне або жорстке. Шарнiрно ферма спирається на колону зверху краєм фасонки по центру і сполучається з колоною анкерними болтами. ( Рис. 42. 12 ). При жорсткому сполученні ферма нижнім вузлом встановлюється на стілець i прикріпляється до колони високомiцними болтами.

Сталеві рами влаштовують при великих прольотах. Недолiки - чутливiсть до нерiвномiрних просадок фундаментiв. Рами доцiльнi при рівнiй жорсткостi колон і ригелей. Висота ригеля 1 : 20, 01 : 30 прольота при суцільних перерiзах, 1 : 12, 1 : 18 при перерiзах у виглядi решiток.