4 Конструктивное решение

Фундаменты.

Каркасная конструкция производственного здания обуславливает необходимость устройства самостоятельного фундамента под каждую колонну.

Размер фундамента определяется нагрузкой, приходящейся на колонну, предельно допустимым давлением на грунт под подошвой фундамента и глубиной промерзания грунта.

Фундаменты устраиваются монолитными. Монолитные фундаменты более трудоёмки по устройству, однако, ниже по стоимости, чем сборные. Они состоят из подколонника стаканного типа и одно-, двухступенчатой плитной части.

В большинстве случаев (около 75%) фундаменты производственных зданий устраивают на естественном основании. При естественном основании фундамент устраивается на подготовке, которая выполняется из слоя бетона толщиной 100 мм.

Фундаменты под смежные колонны в температурных швах делается общий независимо от числа колонн в узле и даже в том случае, если в числе смежных колонн имеются и стальные, и железобетонные колонны. Для каждой сборной железобетонной колонны делают отдельные стаканы.

Отметка верха подколонника под железобетонные колонны принята

-0.150 (под стальные колонны –0.20, под фахверковые -0.10).Зазор между гранями колонн и стенками стакана принят по верху 75 мм и по низу 50мм, а между низом колонн и дном стакана 50 мм. Минимальная толщина стенки стакана по верху -175мм. Соединение двухветвевых колонн с фундаментом осуществляется в одном общем стакане. Заливка стаканов после установки колонн производится бетоном на мелком гравии.

Сечение подколонников под базы стальных колонн выбирается исходя из размещения анкерных болтов так, чтобы расстояние от оси болта до грани подколонника было не менее 150 мм.

Для каждого сечения подколонника разработано несколько марок фундаментов, отличающихся площадью подошвы, а также числом и размерами ступеней. Ступени плиты всех фундаментов имеют единую унифицированную высоту 300мм.

Рисунок 1 – Фундаменты монолитные

Фундаментные балки.

Наружные и внутренние стены здания устанавливают на фундаментные балки, при этом нагрузка от самонесущих стен передаётся на фундаменты колонн. Для опирания фундаментных балок у подколонника к стенкам стакана устраивают бетонные приливы или на выступы нижележащей плиты устанавливают специальные столбики. Балки устанавливают так, чтобы верхняя их плоскость оказалось на отметке –0.030. Поверх фундаментных балок укладывают гидроизоляцию из цементно-песчаного раствора или из двух слоев рулонного материала на мастике, толщиной гидроизоляции 30 мм. Зазоры между фундаментными балками и колоннами заполняют бетоном.

Фундаментные балки имеют номинальную длину 6 и 12 м, соответствующую шагу колонн. В зависимости от размера подколонника и способа опирания длина балок может меняться. Сечение балок определяются величиной пролёта, толщиной стен и передающейся от стен нагрузкой. При расположении над фундаментной балкой ворот ,балка заменяется монолитной подбетонкой с соответствующим армированием).

При замерзании под действием увеличивающихся в объёме пучинистых грунтов в фундаментных балках могут возникнуть деформации. Во избежании этого и для предохранения пола от промерзания вдоль стен балку с боков и снизу засыпают шлаком или крупнозернистым песком. Для предупреждения проникания влаги в засыпку через шов между стеной и обсыпкой устраивают глиняный замок. Вдоль фундаментных балок на поверхности грунта устраивают тротуар или отмостку с уклоном 0.05.

Рисунок 2 – Фундаментная балка.

Колонны каркаса.

В современном индустриальном строительстве применяют, в основном, сборные железобетонные каркасы. Колонны, как элементы каркаса, предназначены для опирания на них несущих конструкций покрытия, подкрановых балок и крепления ограждающих конструкций.

В наиболее распространённых пролётных зданиях колонны, жёстко защемлённые в фундаментах, и, чаще всего, шарнирно сопряжённые с ними стропильные конструкции образуют поперечную раму цеха, воспринимающую действующие на здание вертикальные и горизонтальные поперечные нагрузки. Жёсткость здания в продольном направлении обеспечивается подстропильными конструкциями, подкрановыми балками, несущеограждающими конструкциями покрытия, стальными связями и др.

По конструктивному решению колонны разделяют на одноветвевые и двухветвевые, по месту расположения в здании - на крайние, средние и располагаемые у торцевых стен. Поперечное сечение колонн может быть квадратное, кольцевое и прямоугольное.

Конструкция сборных железобетонных колонн зависит от объёмно – планировочного решения промышленного здания и наличия в нём того или иного вида подъёмно – транспортного оборудования. В связи с этим сборные железобетонные колонны подразделяют на две группы. Колонны, относящиеся к первой группе, предназначенные для зданий без мостовых кранов, в бескрановых цехах и в цехах, оснащённых подвесным подъёмно – транспортным оборудованием. Колонны, относящиеся ко второй группе, применяют в цехах, оборудованных мостовыми кранами.

В колоннах предусматриваются закладные детали для крепления стропильных и подстропильных конструкций покрытия, а так же связей в покрытии и распорок, стеновых панелей, верха подкрановых балок, вертикальных связей (в связевых колоннах), крепления торцевых стоек фахферка (в торцевых колоннах) и анкера в консолях для крепления низа подкрановых балок.

В проекте применены двухветвевые стальные колонны. Колонны состоят из двух частей: надкрановой (верхней) и подкрановой (нижней). Надкрановая часть выполняется из сварных двутавров. Стальные колонны состоят из следующих элементов: ствола или стержня, оголовка, предназначенного для опирания несущих конструкций покрытия, и базы, предназначенной для крепления нижнего конца колонны к фундаменту и передающей нагрузки от стержня на фундамент. Оголовок включает опорную плиту и рёбра жёсткости. Подкрановая часть выполнена двухветвевой с ветвями из широкополочных двутавров. Для опирания подкрановых балок в колоннах предусмотрены консоли из широкополочных двутавров. Ветви колонн соединяют раскосными решётками из уголков. Базы запроектированы раздельными для каждой ветви. Опирание фрезерованного торца ветви осуществляется на заранее установленную и выверенную опорную плиту со строганной верхней поверхностью. Для крепления колонны к фундаменту применяются анкерные болты. Базу после установки в проектное положение необходимо обетонировать. Сопряжение колонны с фундаментом жёсткое.

Применение для промышленных зданий типовых конструкций требует строго определённого их расположения. Это значит, в первую очередь, что все колонны на плане здания должны быть расположены строго определённо по отношению к разбивочным осям.

По отношению к продольным осям колонны средних рядов располагаются симметрично, а колонны крайних рядов могут иметь нулевую привязку или привязку”250”.

Привязка “250”, когда внешняя грань колонны смещается наружу с оси продольного ряда на 250мм, применяется в зависимости от наличия грузоподъёмности кранового оборудования, высоты пролёта, шага колонн и других условий.

По отношению к поперечным разбивочным осям каждая первая и последняя колонны (т.е. торцевые) смещаются во внутрь здания от оси на 500 мм.

Рисунок 3-Колонны каркаса.

Фахверковые колонны.

Применяемые фахверковые колонны железобе­тонные прямоугольного сечения. В проекте со стальными стропильными конструкциями фахверковые колонны составного сечения: железобетонный ствол до низа стро­пильной конструкции и стальной надколонник на высоту фермы. Крепление осу­ществляется как в уровне верха покрытия, так и в уровне горизонтальных связей по нижним поясам ферм. Сопряжение фахверка с конструкциями покрытия за­проектированы из условий обеспечения возможности независимых перемещений их в вертикальной плоскости.

В производственных зданиях при расстоянии между колоннами основ­ного каркаса, превышающем предель­ную длину стеновых панелей, по линии наружных продольных стен и по линии торцовых стен устанавливают допол­нительный каркас, называемый обыч­но фахверком.

Следует отметить, что торцовые стены одноэтажных зданий не воспри­нимают нагрузок от кранов и несущих конструкций покрытия. Однако они, как правило, имеют большую высоту и протяженность, образуют большие поверхности, которые воспринимают значительную ветровую нагрузку. В связи с этим для обеспечения устой­чивости в торцовые стены всегда вво­дят фахверк.

При панельных сте­нах в торцах здания фахверковые колонны устанавливают через 6 м и опирают на собственные фунда­менты. Элементы фахверка восприни­мают массу стен и действующие на стены ветровые нагрузки и передают их на каркас здания.

Фахверковые колонны жестко заделывают в фундаменты и сверху шарнирно соединяют с элементами покрытия. Шарнирное крепление выполняют так, чтобы оно передавало ветровую нагрузку на каркас здания и исключало возмож­ность передачи вертикальных нагру­зок от покрытия на фахверковые колонны, т. е. крепление осуществляют по типу скользящей опоры, которая воспринимает только горизонтальные ветровые нагрузки.

Рисунок 4- Фахверковые колонны.

Подкрановые балки.

Эти балки служат опорами для рельсов, по которым передвигаются мостовые краны, кроме того, они обеспечива­ют продольную жёсткость. Разрезные подкрановые балки применены таврового и двутаврового сечения с утолщённой на опорах вертикальной стенкой. Стальные балки применяются двутаврового сварного составного сечения. Балки усилены рёбрами жёсткости, расположенными через 1,5 м по длине. По верху подкрановой балки укладывают упругую прокладку из прорезиненной ткани тол­щиной 8 -10 мм. с двухсторонней резиновой обмазкой. По упругой прокладке ус­танавливают крановый рельс, закрепляемый парными стальными лапками (через 750 мм.) через резиновые обкладки зашплинтованными болтами. На крайних бол­тах устанавливают концевые упоры.

В зависимости от положения ба­лок вдоль кранового пути различают балки средние и крайние, распола­гаемые у поперечных температурных швов и у торцов зданий. Последние имеют те же размеры, что и сред­ние, однако закладные детали в них, предназначенные для крепления к колоннам, располагают на расстоянии 500 мм от торца балок.

После установки и выверки подкра­новых балок производят их крепле­ние к колоннам: внизу — на болтах и сварке, вверху — при­варкой вертикально поставленного листа к закладным деталям в колон­не и балке. При изготовлении железо­бетонных подкрановых балок в их тело закладывают газовые трубки, необхо­димые для пропуска болтов креп­ления кранового пути и подвесок для троллейных проводов.

В торцах здания на подкрановых балках устанавливают упоры для мос­товых кранов.

Рисунок 5- Подкрановая балка.

Стропильные конструкции.

В проектируемом здании применены стро­пильные железобетонные и металлические фермы. Железобетонные фермы опи­раются на консоли колонн каркаса крайнего ряда и подстропильные конструкции, устанавливаемые на колонны среднего ряда при шаге средних колонн 12м. Перед установкой к опорным площадкам стропильных конструкций привариваются опорные листы, которые затем привариваются к консолям колонн. Крепление стропильных конструкций к подстропильным аналогично креплению их к колон­нам. Стальные фермы в проектируемом здании: по серии 1-460.2-10/88.

а) стальная ферма(ФС30-97).

б)Балка стропильная 12м.(БСД12-2АтУ(4)).

в) Ферма стропильная(серия 1.463.1-3/87 выпуск 4).

Рисунок 6- Стропильные конструкции.

Подстропильные конструкции.

Подстропильные конструкции устанавливают на колонны с шагом 12м., при этом высота колонн, на которые они опираются меньше на 600мм; для опирания стропильных конструкций на нижний пояс подстропильной фермы в середине её пролёта предусматривается опорные пло­щадки. Подстропильные фермы, примыкающие к торцевым стенам и деформаци­онным швам изготавливают укороченными на 180 мм.

а)Ферма подстропильная железобетонная(серия 1.463Л-4/В7.Выпуск1.)

б)Ферма подстропильная стальная ФП12-1950

Рисунок 7- Стропильные конструкции.

Покрытие.

В проектируемом здании применены ребристые железо­бетонные плиты покрытия размером 3х6, а также профнастил. По сво­им технико-экономическим показате­лям плиты шириной З м более выгод­ны. Плиты длиной 1,5м используют как доборные и для укладки на участ­ках покрытия у перепада высот смеж­ных пролетов.

По несущей способности плиты подразделяют на марки.

Опирание всех типов крупнораз­мерных плит на несущие конструкции осуществляют через стальные заклад­ные детали, заделанные по их углам. Опорные детали приваривают непос­редственно к специальным закладным деталям, которые размещают в верх­нем поясе несущих конструкций по­крытия.

Профнастил крепится к прогонам шурупами-саморезами. Прогоны укладываются вдоль пролёта по стропильным фермам через 3 м. Прогоны пролётом 12 м представляют собой решётчатую конструкцию. Верхний пояс прогона образован двумя прокатными швеллерами №10...16, а нижний пояс и раскосы из гнутых швеллеров.

Стеновые панели

В здании применяются стеновые панели из лёгкого бетона, толщиной 300 мм и длинной 6 м. Панели устанавливаются на фундамент­ные балки и крепятся к колоннам закладными деталями и гибкими связями по средствам сварки. А также применены легкие стеновые панели толщиной 60 мм, представляющие собой стальной каркас заполненный утеплителем. Они крепятся к горизонтальным ригелям, расположенным через 1 м по высоте и прикреплённым к колоннам, шурупами-саморезами.

На уровне верха горизонтальных оконных проемов стеновые перемычечные па­нели устанавливают на опорные стальные столики консольного типа, воспринимающие вертикальные наг­рузки от вышележащих панелей, сечения их элементов определяют расчетом. Опорные столики сваркой крепят к закладным стальным элемен­там колонн, они своими ребрами вхо­дят в швы между панелями. Такие же столики консольного типа уста­навливают на глухих участках стен, расстояние между ними по высоте определяют в зависимости от мате­риала и массы (веса) панелей, а также от конструкции и несущей способности столиков.

Основной вариант крепления сте­новых панелей — при помощи гибких анкеров. Панели крепят к закладным деталям на боковых гранях колонн.

Фонари.

Для верхнего освещения производственных площадей, удалённых от окон, и для естественной вентиляции (аэрация) цехов на покрытиях производственных зданий устраивают фонари.

“П” – образные фонари представляют собой “П” - -образную надстройку над проёмом в крыше (для образования проёма в крыше в коньке вдоль продольной оси пролёта на стропильные конструкции не укладывают плиты покрытия). Остеклённые поверхности в таких фонарях располагаются вертикально.

Размеры фонарей унифицированы и согласованы с основными габаритами зданий. Ширину их назначают в зависимости от числа и величины пролётов здания. Для пролёта шириной 24 м принимают фонари шириной 12 м. Высоту фонаря определяют на основании световых и аэрационных расчётов.

Несущим остовом фонаря является стальной каркас, монтируемый из фонарных ферм и фонарных панелей. Эти конструкции выпускаются в виде отдельных отправочных марок на заводах металлоконструкций.

Фонарная ферма устанавливается между фонарными панелями на несущие конструкции покрытия поперёк фонаря и обеспечивает поперечную жёсткость фонаря.

Фонарная ферма состоит из стержней различного профиля. Стержни образованы каждый из двух прокатных уголков, горизонтальный ригель №5а – из двух швеллеров. К ригелю подвешивается продольный монорельс для механизма, используемого при протирке стекол.

Для остекления переплётов фонарей используют оконное стекло толщиной не менее 4 мм. Крепление стекла к переплёту осуществляют на упругих прокладках с помощью клямер из оцинкованной стали и обмазывают замазкой. Современные конструкции фонарей предусматривают крепление стёкол с помощью резиновых профилей. Для предохранения от несчастных случаев при использовании неармированного стекла в плоскости несущих конструкций устанавливают защитную сетку.

Покрытие фонаря обычно повторяет конструкцию покрытием здания. Фонари проектируются с наружным водоотводом. Опорные плиты стоек фонаря закрепляются анкерными болтами с последующей приваркой их к закладным деталям в верхнем поясе стропильных конструкций.

Устойчивость каркаса фонаря обеспечивается устройством связей. Горизонтальные и вертикальные крестообразные связи устанавливают в торцах фонаря и у температурных швов.

При устройстве примыкания кровли к фонарю к бортовому элементу фонаря укладывается утеплитель. К конструкции фонаря прикручивается деревянный брусок, к которому крепятся дополнительные слои гидроизола и защитный фартук из оцинкованной стали.

а) П-образный, прямоугольных светоаэрационный фонарь:

б) Зенитный фонарь (Купольный)

Рисунок 8 –Фонари

Заполнение проёмов.

Остекление запроектировано двойное. Переплёты оконных проёмов ленточное (сплошное), стальные рамы. Узлы окон со стальными переплётами по ГОСТ 12506-81 выполняются по серии 2.436-17. Ши­рина оконных коробок 94мм. Оконные блоки крепятся шурупами к деревянным пробкам в простеночных панелях.

Деформационные и температурные вертикальные швы заполняются паклей смолёной по ГОСТ 16183-77. Заполнение швов производят в соответствии с «ука­заниями по герметизации стыков при монтаже стропильных конструкций» №СН420-71.

Ворота запроектированы стальные по СТБ1138-98 размером 3,6х4,2м., для ж.д. транспорта ворота 4,8х5,4м.

Таблица 1 – Спецификация элементов заполнения проёмов

Поз.	Обозначение	Наименование	Кол-во по фасадам							Масса ед.кг			Прим
			1-16	16-1		А-С	С-А	Всего
Окна
	СТБ 939-93	ОКЗ 30-12	60	96		-	-	156
Ворота
	СТБ 1138-98	ВР 36.36-Д	1		-	4	2	7

Таблица 2 - Ведомость отделки помещений

Наименование или номер помещения	Вид отделки элементов интерьера							Приме-чание
	Потолок	Пло-щадь, м2	Стены и перегородки	Пло-щадь, м2	Колонны	Пло-щадь, м2
Цех	Известковая окраска	5.760,0	Известковая окраска	3626,3	Известковая окраска	1530
Санузел		50,0	Керамическая плитка	148,8	-	-

Таблица 3 - Экспликация полов

Номер помещения	Тип пола	Схема пола или тип пола по серии	Данные элементов пола	Площадь, м2
Цех	Бетонный		Бетон 30; Подстилающий слой из бетона 80; Уплотнённый грунт	5760,0
Санузел	Керамический		Плитка керамическая 8 мм; Цем.-пес. стяжка 30 мм; Гидроизол 3 мм; Бетонная подготовка 80 мм; Уплотнённый грунт	50,0