Покрытия одноэтажных промышленных зданий из сборного железобетона

ПЛАН ЛЕКЦИИ.

1. Несущие конструкции покрытия:

1.1. Стропильные и подстропильные балки.

1.2. Стропильные и подстропильные фермы.

2. Ограждающие конструкции покрытия.

1. Несущие конструкции покрытия

Рассмотрим покрытия, выполненные из плоскостных конструкций, к ним относятся стропильные и подстропильные балки и фермы.

При одинаковом шаге колонн по крайним и средним рядам цеха, несущие конструкции покрытия состоят только из стропильных элементов.

В случае, когда шаг колонн по крайнему ряду отличается от шага колонн по среднему ряду (например, часто шаг колонн по наружному ряду назначается 6 м, а по среднему – 12 м) несущие конструкции покрытия состоят из стропильных и подстропильных элементов.

Выбор оптимального варианта несущих конструкций покрытия, т.е. с использованием подстропильных конструкций или без них зависит от ряда факторов:

- необходимости применения укрупненной сетки колонн по технологическим причинам;

- размеров ограждающих конструкций покрытия;

- способов передачи нагрузок на элементы каркаса.

1.1. Стропильные и подстропильные балки.

Стропильные конструкции чаще всего выполняют в виде балок и ферм, реже в виде арок и рам.

Стропильные балки из сборного железобетона применяют при устройстве односкатных, многоскатных и плоских покрытий зданий пролетами от 6 до 24 м (рис. 6.1).

Рис.6.1 Железобетонные балки покрытий:

а – стропильные, пролетом 6 и 9 м, для покрытий с плоской кровлей; б – стропильные, пролетом 12 м, для покрытий с плоской и скатной кровлей; в – стропильные, пролетом 18 и 24 м, для скатных кровель; г – стропильные, решетчатого типа пролетом 12 и 18 м; д – подстропильная балка длиной 12 м для скатной и плоской кровель; е – крепление к колоннам стропильных балок пролетом 6, 9 и 12 м при плоской кровле; ж – то же, при скатной кровле; з – опирание стропильных балок на подстропильную; 1 – колонна; 2 – стропильная балка; 3 – стальная пластина в колонне; 4 – то же, в стропильной балке; 5 – монтажная сварка.

Балки пролетом 6 и 9 м предназначены для покрытий зданий с плоской кровлей, с подвесным подъемно-транспортным оборудованием и без него. Для покрытия зданий пролетом 6 м балки имеют тавровое, а для пролетов 9 м – двутавровое сечение (рис. 6.1, а).

Для покрытий зданий пролетом 12 м со скатной или плоской кровлей применяют балки с параллельными поясами (рис. 6.1, б) они используются при шаге колонн 6 м и допускают устройство фонарей шириной 6 м. опорная часть балок позволяет устанавливать их горизонтально или с уклоном (1:20).

Для устройства покрытий пролетом 18 м наиболее рациональны предварительно напряженные двускатные балки двутаврового сечения и решетчатого типа (рис. 6.1, в, г).

Балки двутаврового сечения можно применять для зданий пролетом 24 м с шагом 6 и 12 м с использованием подвесного транспорта грузоподъемностью до 50 т и устройством фонарей шириной 6 м. по технико-экономическим показателям такие балки являются одними из самых эффективных конструкций.

Решетчатые балки устанавливаются с шагом только 6 м, к ним можно крепить пути подвесного транспорта грузоподъемностью до 5 т.

В балках предусмотрены закладные детали (рис. 6.1, е, ж, поз. 4) для опирания на колонны или стены, а также для крепления плит покрытия, стеновых конструкций, путей подвесного транспорта и фонарей.

В целях унификации конструктивных и объемно-планировочных параметров зданий, балки пролетом 9÷24 м имеют высоту на опорах 900 мм, а балки пролетом 6 м – 600 мм.

Стропильные балки крепят к колоннам монтажной сваркой закладных деталей (рис. 6.1, е, ж). Болтовые соединения с последующей обваркой закладных и накладных деталей приводит к большому расходу стали и значительным трудовым затратам.

При несовпадении в зданиях шага колонн по наружным и средним рядам применяются подстропильные балки (рис. 6.1, д).

Высота колонн или стен, на которые опираются подстропильные балки на 600 мм короче высоты цеха, т.к. опорная часть подстропильных балок составляет 600 мм (рис. 6.1, з). Соблюдение данного условия необходимо для сохранения нижних поясов стропильных балок в горизонтальной плоскости. Крепление подстропильных балок к колоннам и стропильных балок к подстропильным производят монтажной сваркой соответствующих закладных и накладных деталей (рис. 6.1, з).

1.2. Стропильные и подстропильные фермы

Фермы, по сравнению с балками, обладают лучшими технико-экономическими показателями:

- меньшей массой;

- возможностью использования межферменного пространства.

Фермы из сборного железобетона эффективны для перекрытия пролетов 18 и 24 м.

Эффективность сборных железобетонных ферм пролетами более 24 м практикой не подтверждается. При таких пролетах эффективнее стальные фермы.

В зависимости от очертания стропильные фермы подразделяют на:

- сегментные;

- безраскосные;

- с параллельными поясами;

- полигональные;

- треугольные (рис. 6.2, а, д).

Рис.6.2. Железобетонные фермы: а – сегментные; б – безраскосные; в – с параллельными поясами; г – полигональные; д – треугольные; е – подстропильные для малоуклонных кровель; ж – подстропильные для скатных кровель (в монтированном положении в покрытии).

Сегментные раскосные фермы предназначены для покрытий зданий с неагрессивной средой, а также со слабо- и среднеагрессивными газовыми средами. Их можно установить с шагом 6 и 12 м на железобетонные колонны или подстропильные фермы. К ним можно подвешивать краны грузоподъемностью от 1 до 5 т. Очертание верхнего пояса позволяет использовать для покрытия плиты шириной 3 м.

Безраскосные фермы (рис. 6.2, б) можно применять при шаге 6 и 12 м для покрытий со скатной и малоуклонной кровлей. К ним предусмотрена подвеска кранов грузоподъемностью 1–5 т.

Фермы для малоуклонных кровель (3,3%) имеют дополнительные стойки над верхним поясом, которые служат опорами для плит размерами 3х6 и 3х12 м (рис. 6.2, б).

Фермы с параллельными поясами и полигональные (рис. 6.2, в, г) используют реже, так как они имеют большую высоту на опоре, что приводит к увеличению высоты стен и неполезного объема здания, а также возникает необходимость в дополнительных связях в покрытии.

Для устройства покрытий в неотапливаемых зданиях применяют треугольные формы под кровлю из асбестоцементных или металлических профилированных листов.

В местах крепления к колоннам или подстропильным фермам, опирания плит покрытия, стоек фонарей и путей подвесного транспорта в фермах предусмотрены закладные детали.

Подстропильные фермы разработаны для вариантов малоуклонных и скатных кровель (рис. 6.2, е, ж).

На рис. 6.3 приведен пример фрагмента одноэтажного промышленного здания для пролета L = 18 м при шаге колонн внешнего ряда 6 м и шаге колонн среднего ряда 12 м. Плиты покрытия, подкрановые балки условно не показаны.

Рис. 6.3. Каркас ОПЗ с применением подстропильной фермы: 1 – колонна внешнего ряда (шаг 6 м); 2 – колонна среднего ряда (шаг 12 м); 3 – стропильная ферма пролетом 18 м; 4 – подстропильная ферма для шага колонн 12 м; 5 – стеновое ограждение (фрагмент).