Стены промышленных зданий
ПЛАН ЛЕКЦИИ
1. Требования к стенам и их классификация.
2. Фахверк.
3. Стены из бетонных и железобетонных панелей.
4. Стены из облегченных конструкций.
1. Требования к стенам и их классификация.
Главное требование к стенам промышленных зданий является – обеспечение в помещениях температурно-влажностного режима в соответствии с условиями технологического процесса и с учетом обеспечения комфортных условий труда. Также стены должны отвечать требованиям прочности, устойчивости, долговечности, огнестойкости и надежности.
Конструкции стен должны быть индустриальны, удобны при транспортировке и монтаже, ремонтопригодны и иметь небольшую массу. От вида стен во многом зависят художественно-эстетические качества здания. Кроме того, конструкции стен влияют на теплоизоляционные свойства и энергопотребление здания. В связи с этим к стенам промышленных зданий предъявляют высокие теплотехнические и экономические требования.
Наружные стены промышленных зданий классифицируют по ряду признаков.
По характеру статической работы они бывают несущие, самонесущие и ненесущие (навесные).
Несущие стены возводят в бескаркасных зданиях и в зданиях с неполным каркасом. Выполняя одновременно несущую и ограждающую функцию, такие стены воспринимают массу покрытия, ветровые усилия, нагрузки от подъемно-транспортного оборудования. Несущие стены опирают на фундаменты по типу гражданских зданий.
Самонесущие стены несут собственную массу в пределах всей высоты здания и передают ее на фундаментные балки.
Ненесущие (навесные) стены выполняют в основном ограждающие функции. Их масса полностью предается на колонны каркаса и фахверка, за исключением нижнего подоконного яруса, опирающегося на фундаменты балки. В промышленных зданиях навесная конструкция стен наиболее распространена.
По конструктивному исполнению стены могут быть монолитными и сборными – из кирпича, мелкоразмерных и крупноразмерных блоков, панелей и листов.
По теплотехническим качествам стеновые конструкции могут быть утепленные и холодные.
Утепленные конструкции стен применяют в отапливаемых зданиях с нормальным температурным режимом или с повышенной влажностью. Холодные конструкции стен назначают в неотапливаемых зданиях и при избыточном выделении тепла.
Стены промышленных зданий, в отличии от гражданских, как правило имеют большую протяженность и высоту при сравнительно небольшой толщине. Поэтому для обеспечения их устойчивости принимают специальные меры, среди которых наиболее распространенной является использование фахверка.
2. Фахверк
Конструкции фахверка могут состоять только из колонн и элементов, обеспечивающих их устойчивость, и из колонн и ригелей с элементами обеспечения устойчивости (рис. 7.1 а, б).
Первая конструктивная схема используется в основном при панельных конструкциях стен зданий, имеющих незначительную высоту. Вторая конструктивная схема характерна для высоких и протяженных самонесущих стен из кирпича и мелких блоков, ослабленных проемами, а также для стен из легких навесных панелей горизонтальной и вертикальной разрезки и из листовых материалов.
Рис.7.1 Фахверк при железобетонных каркасах: а – торцевой фахверк; б – продольный фахверк; в – сборные железобетонные колонны фахверка; 1 – колонны основного каркаса; 2 – колонны торцевого фахверка; 3 – колонны продольного фахверка; 4 – стропильная конструкция; 5 – плиты покрытия; 6 – ригели фахверка; 7 – надворотный ригель; 8 – шарнирное соединение (пластинчатый шарнир); 9 – стальная пластина толщиной 20 мм;10 – бетон В12,5; 11 – стальная насадка.
В одноэтажных зданиях для устройства торцевых и продольных фахверков применяют сборные железобетонные или стальные колонны.
Сборные железобетонные колонны выполняют сплошными и ступенчатыми, квадратного или прямоугольного сечения (рис. 7.1 в). Сплошные колонны имеют сечение от 300х300 до 600х400 мм (через 100 мм), а ступенчатые: до низа стропильных конструкций от 400х300 до 600х400; в пределах высоты стропильных конструкций – 300х300 и 300х400 мм.
Верхнюю часть колонн фахверка крепят к стропильным конструкциям гибкими шарнирами (пластинчатый шарнир (рис. 7.1), поз. 8), что обеспечивает передачу только горизонтальных (ветровых) усилий от колонн фахверка на основной каркас.
Стальные колонны фахверка в зависимости от высоты здания могут быть выполнены из обычных, широкополочных или сварных двутавров; из двух швеллеров или двух уголков, образующих замкнутое прямоугольное сечение; сквозное сечение по типу основных колонн каркаса.
Ригели фахверка разделяют на несущие и ветровые (рис. 7.1, поз. 6). Несущие ригели воспринимают нагрузки от стен и ветра, а ветровые – только от ветра. Ригели выполняют: ветровые – из одиночных прокатных швеллеров и двутавров или гнутых швеллеров; несущие – составными из двутавров, усиленных швеллерами, а также в виде ферм.