Otvety_Arkhitektura

способность лестниц не должна быть ниже максимальной пропускной способности всех установленных эскалаторов.

3. Особенности конструктивных решений общественных зданий.

По характеру работы каркасы бывают рамные , связевые и рамно-связевые. Колонны и балки рамного каркаса соединяются между собой жесткими узлами,

образуя поперечные и продольные рамы, воспринимающие все действующие вертикальные

игоризонтальные нагрузки. В зданиях со связевым каркасом узлы между столбами

ибалками нежесткие, поэтому для восприятия горизонтальных нагрузок необходимы дополнительные связи. Роль этих связей выполняют чаще всего перекрытия, образующие диафрагмы и передающие горизонтальные нагрузки на жесткие вертикальные диафрагмы (стены лестничных клеток, железобетонные перегородки, шахты лифтов и др.). В практике строительства находят применение здания с комбинированным типом каркаса, который называют рамно-связевым. В нем в одном направлении ставят рамы, а в другом — связи. В гражданском строительстве наибольшее распространение получили здания со связевым каркасами.

Необходимо отметить, что применение каркасной конструктивной схемы наиболее целесообразно для строительства крупнопанельных высотных жилых и общественных зданий.

4. Элементы каркасов.

Сборные ж/б каркасы зданий состоят из следующих элементов: фундаментов, колонн, ригелей, стенок-диафрагм жесткости и плит покрытия и перекрытий.

Фундаменты под колонны каркаса стаканного типа, а под стенки - диафрагмы ленточные монолитные. При слабых грунтах свайные со сборными подколенниками, установленными на монолитный ростверк.

Колонны каркасов общественных зданий 1-4 этажа с планировочной сеткой в пределах 6 х 6 м имеют сечение для всех этажей обычно не более 300х300 мм; для зданий 5- 12 этажей – 400 х 400 мм. Для зданий с укрупненной планировочной сеткой (6 х 9;12 х 12 м) колонна имеют сечение 600x600 мм. Колонны делаются из сборных элементов размером в один или два этажа, с двух-, односторонними консолями для средних и крайних рядов опор. Сборные элементы колонн предназначены для высот этажей 3,3; 3,6; 4,2 м и для укрупненной сетки дополнительно на 4,8 и 6,0м. Для подвальных и технических этажей предусмотрены колонны 2,9 и 2,4м. В элементах колонн нижних этажей высотных здании, воспринимающих значительные нагрузки (для 2000 т на колонну), устраиваются стальные сердечники (рис. 1) с облицовкой слоем бетона в 6-8см.

Стальные сердечники позволяют сохранить те же размеры сечений колонн, что и в верхних этажах. На рис.2 представлены стыки колонн по высоте с помощью стальных оголовков на торцах каждого элемента, путем сварки и замоноличивания бетоном по сетке. На рис.3 приводится так называемый "сухой" стык с передачей усилий на бетон, с автоматической сваркой арматуры встык и зачеканкой жестким раствором зазора между торцами колонн. Для удобства монтажа этот стык располагается над перекрытием на 0,6-1 м. На рис.4 приведены также виды колонн стальных каркасов, выполняемых из двутавров, сплошные, квадратные, из уголков и т. д. Стыки таких колонн осуществляются с помощью болтов или накладок на сварке.

Рис 4. Колонны стальных каркасов а, б – из полосовой стали, в, г – из уголков Связевые диафрагмы — ж/б стенки, жестко соединенные с колоннами на сварке с

помощью закладных элементов.

Рис 10. Деталь стыка колонн и его армирование (а), горизонтального (б) и вертикального (в) и узел соединения ригеля с колонной (г).

5. Покрытия с плоскими несущими конструкциями.

При беспрогонной системе покрытие состоит из ребристых плит пролетом 6 или 12 м, опирающихся непосредственно на ригели несущих поперечных рам или стены.

При прогонной системе по ригелям поперечных рам укладывают продольные прогоны, на которые опираются мелкие плиты. В качестве прогонов могут быть применены железобетонные балки или металлические прокатные профили, уложенные по стропильным фермам или балкам через 1,5-3 м.

Несущие конструкции плоских покрытий

Несущие конструкции покрытий больших пролетов в зависимости от их конструктивной схемы и статической работы можно подразделить на три группы:

1.несущие конструкции, работающие в одной плоскости;

2.несущие конструкции, работающие в двух плоскостях (так называемые перекрестные);

3.несущие конструкции пространственной системы, при расчете которых учитывают усилия в трех плоскостях.

Несущие конструкции покрытий, работающие в одной плоскости :

балки

фермы

рамы

арки

Рис. 1. Несущие конструкции для перекрытия залов:

1 – односкатная балка; 2 – двускатная балка; 3 – решетчатая балка; 4 – сегментная раскосная ферма; 5 – арочная безраскосная ферма

Несущие конструкции балочной системы больших пролетов в залах общественного назначения применяют сравнительно редко, главным образом, в случаях необходимости создания покрытий небольшой строительной высоты. Сечение балок обычно применяют двутавровое. По архитектурным требованиям нежелательно оставлять в интерьере балки открытыми, поэтому чаще всего на нижнюю полку двутавров укладывают плиты, чтобы

создать гладкий потолок. На рисунке (рис. 2) приведен пример конструкции балочного покрытия зала общественного здания пролетом 48 м.

Рис. 2. Несущие конструкции балочного покрытия зала пролетом 48 м:

1 – балка длиной 48 м; 2 – утепленное покрытие; 3 – светильник; 4 – конструкция остекленного перекрытия

Несущие конструкции зальных помещений часто применяются в виде различного рода сквозных ферм:

треугольные

полигональные

с параллельными поясами

сегментные

арочные

Рис. 3. Стропильные железобетонные фермы а – сегментная ферма; б – то же, безраскосная; в – то же, для пологой или плоской

кровли; г – с параллельными поясами

Пролеты ферм, выполненных из сборного железобетона, в большинстве случаев не превышает 30 м, так как при больших пролетах перевозка ферм затруднительна. Поэтому, сборные железобетонные фермы больших пролетов целесообразно сваривать на месте их отдельных элементов (рис. 4).

Рис. 7. Несущие конструкции больших пролетов:

а-г – металлические решетчатые рамы; сложные железобетонные рамы: д – трибуны стадиона в Красноярске; е – Центральный стадион имени В. И. Ленина в Москве; ж – спортивный зал в Эссене (ФРГ); з – спортивный зал в Женеве (Швейцария); арочные покрытия: и – пространственная решетчатая арка из алюминиевого сплава; к – арочное покрытие из стальных элементов

6. Пространственные покрытия

Пространственные покрытия от плоскостных отличаются тем, что тонкая плита оболочки работает преимущественно на сжатие, а растягивающие усилия рационально сосредоточены в контурных элементах, причем все эти элементы работают в разных плоскостях. Основными видами пространственных покрытий являются: свод, оболочки одинарной и двоякой кривизны, гипары.

Свод — в архитектуре тип перекрытия или покрытия сооружений, конструкция, которая образуется выпуклой криволинейной поверхностью.

29

Рис. 9.24. Основные формы сводов: а — гладкий свод и его опорные реакции, б -

ребристый, в—д — сомкнутый, е — зеркальный, ж - цилиндрический, и - крестовый

Своды позволяют перекрывать значительные пространства без дополнительных промежуточных опор, используются преимущественно в круглых, многоугольных или эллиптических в плане помещениях.

Оболочки бывают одинарной и двоякой кривизны. Первые представляют собой цилиндрические или конические поверхности. Оболочки двоякой кривизны могут быть и оболочками вращения с криволинейной образующей (купол, гиперболический параболоид, эллипсоид вращения, поверхность тора и др.).

Оболочки одинарной кривизны делятся на цилиндрические, конические, коноидальные.

Виды оболочек одинарной кривизны: а - цилиндрическая; б - коническая; 1 - диафрагма; 2 - бортовой элемент

Оболочки двоякой кривизны делятся на: оболочки вращения с вертикальной осью купола; выпуклые оболочки переноса на прямоугольном плане; вогнутые висячие оболочки на круглом или эллиптическом плане, выпукло-вогнутые (седловидные) оболочки, бочарные своды, волнистые своды, очертание которых в поперечном сечении может быть криволинейным или складчатым.

Виды оболочек двоякой кривизны: а - оболочка вращения; б, в - оболочки переноса положительной и отрицательной Гауссовой кривизны; г - волнистый свод; д - висячая оболочка; 1 - опорное кольцо; 2 - диафрагма; 3 - затяжка

30

Втонкостенных пространственных конструкциях благодаря работе конструкции в обоих направлениях достигается лучшее использование материала и существенная его экономия.

Вжелезобетонных тонкостенных покрытиях необходимо стремиться к тому, чтобы бетон использовался в работе на сжатие по максимально большей части поверхности, так как растянутые части требуют расчетного армирования.

По технологии возведения тонкостенные пространственные конструкции делят на монолитные, сборные и сборно-монолитные.

Существенное влияние на развитие тонкостенных конструкций больших пролетов имело применение предварительного напряжения.

Гипар (сокращение от гиперболический параболоид)- самая простая форма предварительно напряженной мембраны отрицательной гауссовой кривизны. Но несмотря на простоту поверхности, мембраны такой формы обладают очень высокими показателями устойчивости и несущей способности. Используются как отдельно стоящие гипары так и сблокированные из нескольких модулей.

Рис. 1. Способы образования поверхности гипара: а, г - образование поверхности переносом параболы; б - то же. прямой по скрещивающимся направляющим; в - пространственный прямоугольник

Гипар принадлежит к поверхностям двоякой разнозначной кривизны - центры его кривизны лежат по разные стороны поверхности. Используют три способа его графического построения (рис.1). Поверхность гипара может быть образована:

-плоскопараллельным перемещением образующей параболы по направляющей параболе (параболы имеют кривизны разного знака);

-скольжением образующей прямой по .двум скрещивающимся в пространстве прямолинейным направляющим,

-смещением по вертикали углов плоского четырехугольника, который становится пространственным.

В сечениях гипара плоскостями, параллельными координатным плоскостям xOz и yOz, лежат параболы; в сечениях плоскостями, параллельными плоскости хОу, - гиперболы. Отсюда название поверхности - гиперболический параболоид.

Покрытия из гипаров бывают одиночными и составными, в виде сочетаний нескольких элементов оболочки, одно- и многопролетными. Вдоль линий сопряжения устраивают ребра жесткости.

В архитектурной практике чаще всего используются гипары с прямолинейным контуром. Известны также покрытия с криволинейным контуром из трех и более элементов.

Гипары имеют две разновидности: в одном случае линии главной кривизны поверхности направлены вдоль диагоналей основания, в другом - линии главной кривизны параллельны сторонам.

Для покрытий чаше всего применяют пологие оболочки, что определяется возможностями унификации сборных элементов и условиями возведения оболочек.

Гипары проектируют с опиранием по контуру на стены, фермы, арки, рамы, балки и другие конструкции, называемые диафрагмами, кроме того, они могут иметь точечное опирание в углах на пилоны (контрфорсы) или фундаменты.

7.Купольные покрытия

Взависимости от конструктивной схемы купола можно разделить на типы: гладкие, сетчатые, ребристые и ребристо-кольцевые, геодезические, волнистые, складчатые.

Сетчатые купола представляют собой пространственную стержневую систему с треугольными ячейками.

Для конструктивной схемы таких куполов характерна осевая симметрия. Сетчатые купола состоят из определенного числа одинаковых зеркально симметричных секторов, чем-то напоминающие матрасы. Форма поверхности вращения

может быть самой разнообразной, но наиболее часто встречается сферическая.

Длины всех конструктивных элементов одинаковые, а их соединение однотипные и не очень сложные. Узловая соединительная деталь изготавливается в форме звезды с шестью лучами. Каждый луч имеет в своем основании утонченный участок, который воспринимает возможность пластического отгиба. Крепление стержней осуществляется двумя высокопрочными болтами.

Причем, для внутреннего болта отверстие сверлится точно по диаметру самого болта. Для наружного - отверстие выполняется на 1-2мм больше, что делает возможным поворот стержня по лучу узловой детали на требуемый угол. Поверх стержней каркаса укладываются треугольные алюминиевые листы толщиной 1-1,2мм, которые являются покрытием купола. Листы соединяются внахлест и крепятся к стержням каркаса при помощи прижимных реек в форме тавра. Водонепроницаемость обеспечивается нетвердеющим герметиком по всей линии стыка.

Несущая конструкция ребристого купола представляет собой систему радиальных полуарок - ребер, которые соединяются между собой вверху верхним кольцом.

Внижней части ребра опираются на нижнее опорное кольцо, которое воспринимает распорные усилия полуарок. На фундамент купола передаются только вертикальные нагрузки. При благоприятных грунтовых условиях нижнее опорное кольцо может отсутствовать. Тогда распорные усилия передаются полностью на фундамент.

Верхнее кольцо воспринимает сжимающие усилия. При несимметричном приложении нагрузок в нем могут возникнуть изгибающие и крутящие моменты. Размер диаметра верхнего кольца определяется размещением узлов крепления полуарок. Эти узлы конструируются жесткими.

Нижнее кольцо представляет собой многоугольник. Число его сторон равно числу ребер. Иногда кольцо могут выполнять в форме круга, но тогда следует учитывать возникающие местные моменты кручения. Ребра могут быть сплошного и сквозного сечения. Сплошные ребра значительно тяжелее, но проще в изготовлении. Обычно их изготавливают из металлических прокатных профилей.

Нагрузки от покрытия кровли передаются на ребра купола через прогоны, которые монтируют на верхнем поясе ребер.

Для обеспечения пространственной жесткости купола в двух и более секторах устанавливают связи по наружным поясам ребер. Система связей и прогонов вместе обеспечивает общую устойчивость купольной системы.

Размеры высоты купола и его отношения к диаметру назначаются исходя из архитектурных и композиционных требований. Очертание купола принимается круговым, но иногда центр окружности смещают с центральной оси. Такие купола по своей форме

называют тороидальными. Для покрытия большепролетных конструкций часто применяют эллиптическое очертание купола.

Наиболее выгодными по конструктивной схеме считаются ребристо-кольцевые купола. Такие купола представляют собой соединенные меридиональные ребра при помощи колец. Но такой вид куполов очень сложен с точки зрения проектирования и монтажа.

Монтаж купольных покрытий осуществляется с использованием стационарных или передвижных опор в виде башен или мачт. Обычно используется только одна центральная опора, на которой закрепляют верхнее кольцо. Полуарки предварительно монтируются на земле и устанавливаются попарно друг напротив друга, опирая их верхнее и нижнее кольцо. После завершения монтажа каркаса купола башня убирается. При монтаже сетчатых куполов применяются сплошные леса.

Конструкции куполов могут быть гладкими, ребристыми, ребристо-кольцевыми, кристаллическими, звездчатыми и т. д. При проектировании купольных покрытий необходимо обращать внимание на создание благоприятных акустических условий, так как в залах с купольным покрытием создается концентрация отраженного звука, что вынуждает принимать дополнительные меры по звукопоглощению. Купольное покрытие состоит из оболочки купола, опорного кольца, а иногда и верхнего кольца, если вверху купола имеется центральный проем.

уменьшаются усилия в несущих нитях и их провес, за счет чего усилия в обратных нитях достигают полной величины, искусственно вызванной в них при монтаже перекрытия. Определение этих усилий, зависящее от изменения формы поверхности и взаимного воздействия элементов сетки, весьма сложно и практически удобнее производится последовательным подбором. Такая конструкция должна иметь форму круга или овала и работать так же, как работает велосипедное колесо. В конструкции этого рода обратные нити должны создавать такую нагрузку на кольцо, чтобы в нем не возникало изгибающих моментов при действии максимальной временной нагрузки, распределенной равномерно по поверхности покрытия. Этому же состоянию должна отвечать и предельная форма поверхности. Несущие нити должны быть рассчитаны на действие расчетной нагрузки и дополнительных сил, возникающих как реакции от натяжения обратных нитей. При увеличении нагрузки возрастает натяжение несущих нитей и соответственно уменьшаются усилия в обратных нитях. Выравнивание усилий происходит за счет деформаций кольца, в котором при его большой гибкости хотя и возникают изгибающие моменты, но они настолько невелики, что напряжения получаются не больше, чем при предельной нагрузке.

При отсасывающем действии ветра учитывается избыточная нагрузка (за вычетом постоянной с коэфф. перегрузки меньшим единицы, напр. равным 0,9). В этом случае также должны иметь место безмоментное состояние кольца и соответствующие ему усилия в нитях. Вследствие сложности взаимных воздействий, связанных с изменением формы поверхности, наиболее целесообразно производить расчеты путем последовательного подбора, заменяя группы нитей редко расположенными нитями с той же суммарной площадью.

Промышленные здания.

1. Генплан промышленных предприятий.

Планировка площадок предприятий и территорий промышленных узлов должна обеспечивать наиболее благоприятные условия для производственного процесса и труда на предприятиях, рациональное и экономное использование земельных участков и наибольшую эффективность капитальных вложений.

Вгенеральных планах реконструируемых промышленных предприятий и схемах генеральных планов сложившихся промышленных районов следует предусматривать упорядочение функционального зонирования и размещения инженерных сетей.

Расстояния между зданиями, сооружениями, в том числе инженерными сетями, следует принимать минимально допустимыми, при этом плотность застройки площадок предприятий должна быть не менее указанной в приложении.

Вгенеральных планах предприятий и промышленных узлов следует предусматривать: а) функциональное зонирование территории с учетом технологических связей,

санитарно-гигиенических и противопожарных требований, грузооборота и видов транспорта; б) рациональные производственные, транспортные и инженерные связи на

предприятиях, между ними и селитебной территорией; в) кооперирование основных и вспомогательных производств и хозяйств, включая

аналогичные производства и хозяйства, обслуживающие селитебную часть города или населенного пункта;

г) интенсивное использование территории, включая наземное и подземное пространства при необходимых и обоснованных резервах для расширения предприятий;

д) организацию единой сети обслуживания трудящихся; е) возможность осуществления строительства и ввода в эксплуатацию пусковыми

комплексами или очередями; ж) благоустройство территории (площадки);

з) создание единого архитектурного ансамбля в увязке с архитектурой прилегающих предприятий и жилой застройкой;

и) защиту прилегающих территорий от эрозии, заболачивания, засоления и загрязнения подземных вод и открытых водоемов сточными водами, отходами и отбросами предприятий;

к) восстановление (рекультивацию) отведенных во временное пользование земель, нарушенных при строительстве.

В генеральном плане предприятия следует учитывать природные особенности района строительства:

а) температуру воздуха, а также преобладающее направление ветра; б) возможность больших снегоотложений из-за наличия холмов или возвышений

рельефа с подветренной стороны участков намечаемой застройки; На площадках предприятий и территории промышленных узлов производства следует

размещать с учетом исключения вредного воздействия на трудящихся, технологические процессы, сырье, оборудование и продукцию других предприятий, а также на здоровье и санитарно-бытовые условия жизни населения.

По функциональному использованию площадку предприятия следует разделять на

зоны:

а) предзаводскую (за пределами ограды или условной границы предприятия); б) производственную; в) подсобную; г) складскую;

2. Единая модульная система в строительстве

Унификацию и стандартизацию в проектировании и строительстве выполняют на основе Единой модульной системы (ЕМС), которая представляет собой совокупность правил

взаимоувязки и согласования параметров здания с размерами строительных изделий и оборудования на базе основного модуля, равного 100 мм и обозначаемого буквой М.

Все основные размеры здания, имеющие значение для унификации и стандартизации, назначают в соответствия с установленными кратными величинами основного или производных модулей.

Производные модули - укрупненные или дробные, образуются умножением величины основного модуля М, соответственно на целые или дробные коэффициенты.

Укрупненные модули 6000, 3000, 1500, 1200, 600, 300, 200 мм, обозначаемые соответственно 60М, ЗОМ, 15М, 12М, 6М, ЗМ и 2М, принимают для значения размеров здания по горизонтали и вертикали (шага, пролета и высоты этажа), а также размеров крупных конструктивных элементов, деталей и изделий.

Дробные модули 50, 20, 10, 5, 2 и 1 мм, обозначаемые соответственно 1|2 М, 1|5 М, 1|10 М|1|20М, 1,50 М, 1|100 М, применяют для назначения относительно небольших размеров конструктивных элементов (сечение колонн, балок, перемычек и т. п., толщины плитных и листовых материалов).

Расположение и взаимосвязь объёмно - планировочных и конструктивных элементов зданий определяют с помощью пространственной системы модульных плоскостей и их линий пересечения, которые называются модульными разбивочными осями.

Расстояние между модульными разбивочными осями, кратные основному или производному модулю, называют номинальными модульными размерами. Объемнопланировочные параметры (шаги, пролеты и высоты этажей) всегда измеряют номинальными размерами.

Для конструктивных элементов, строительных изделий и оборудования номинальный размер имеет условное значение и для них назначают конструктивные размеры, отличающиеся от номинальных размеров, как правило, на величину нормированных зазоров или швов. Следует заметить, что объемно-планировочные параметры, не имеют конструктивных размеров.

Натурными размерами конструктивных элементов называют фактические их размеры, которые могут отличаться от конструктивных в пределах установленных допусков.

Конструктивные и натурные размеры могут быть не кратными модулю.

3. Основные конструктивные схемы здания

КОНСТРУКТИВНЫЕ РЕШЕНИЯ ОДНОЭТАЖНЫХ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ЗДАНИЙ

Основным конструктивным решением является каркасное с ограждающими панелями. Все основные нагрузки в таких зданиях передаются на каркас, состоящий из колонн, стропильных, подстропильных и других конструкций, выполняемых преимущественно из железобетонных и стальных элементов. Применяются решения и с неполным каркасом, в котором вместо крайних рядов колонн предусматривают несущие каменные или кирпичные стены (обычно с пилястрами). В зданиях с мостовыми кранами применяют колонны с консолями для подкрановых балок. На колонны поверху опирают ригели каркаса, представляющие собой стропильные балки, фермы, арки и др. По стропильным балкам укладываются панели покрытий. Колонны понизу жестко закрепляют в фундаментах.

Основным принципом компоновки одноэтажных зданий является их составление из прямоугольных блоков с параллельно расположенными пролетами. Если блоки имеют разную высоту или расположены со взаимно перпендикулярными пролетами, то в местах их примыканий, как правило, устраиваются деформационные швы.

Рисунок 1. Примеры компоновки одноэтажных производственных зданий: а - бескрановых; б - с подвесными и мостовыми кранами; в - со взаимоперпендикулярными блоками.

Высоты этажей Н0 приняты кратными 1,2 м и составляют 8,4 м; 9,6 м; ...18 м, шаг колонн 6 или 12 м, пролеты - 18; 24; 30 и 36 м, номинальная отметка головки подкранового рельса - от 5,75 до 15,05 м, грузоподъемность крана - от 5 до 50 т.

Указанные габаритные схемы не распространяются на здания с пространственными конструкциями покрытий типа оболочек или структур.

Для повышения эффективности проектирования и возведения зданий и сооружений в массовом строительстве применяют типовые конструкции заводского изготовления. С этой целью создан и постоянно обновляется каталог строительных конструкций, который широко используется в практике проектных организаций страны.

КОНСТРУКТИВНЫЕ СХЕМЫ МНОГОЭТАЖНЫХ ПРОМЫШЛЕННЫХ ЗДАНИЙ

По конструктивной системе различают многоэтажные здания каркасные и панельные (бескаркасные). Каркасная система преимущественно применяется для промышленных, общественных и административных зданий, при этом каркас может быть полным (с навесными или самонесущими наружными стенами) или неполным (с несущими стенами). Бескаркасная система обычно применяется в жилищном строительстве. Несущая система любого многоэтажного здания образуется вертикальными несущими конструкциями (колоннами, панелями), объединенными в единую пространственную систему горизонтальными несущими конструкциями (перекрытиями). В каркасных зданиях элементами несущей системы являются: железобетонный каркас, образованный колоннами, ригелями и фундаментами (т.е. плоскими рамами), вертикальные элементы жесткости в виде железобетонных диафрагм, столбов, металлических связей, и горизонтальные элементы (перекрытия и покрытия). Пространственная жесткость каркасных зданий, т.е. прочность, устойчивость и жесткость каркаса при действии горизонтальных нагрузок, обеспечивается по одной из следующих конструктивных схем: рамной, связевой или рамно-связевой. При рамной схеме все вертикальные и горизонтальные нагрузки, действующие на здание, воспринимаются рамами с жесткими узлами и передаются на фундаменты. Наряду с определенными достоинствами данной схеме присущи и серьезные недостатки, главным из которых является трудность реализации принципов унификации каркаса, стандартизации и типизации конструктивных элементов и узлов сопряжений.

В промышленных многоэтажных зданиях пространственная жесткость обычно обеспечивается по смешанной схеме: в поперечном направлении - рамами с жесткими узлами, т.е. по рамной схеме, в продольном - вертикальными стальными связями по колоннам, т.е. по связевой схеме.

Этажность и высота этажа промышленных зданий зависит от вида и технологии производства и составляет при тяжелых нагрузках 3-7 этажей, а при небольших нагрузках

(до 5 кПа) - до 12-14 этажей; высота этажа кратна 1,2 м; ширина здания составляет 18-48 м. Размер сетки колонн зависит как от интенсивности временной нагрузки на перекрытиях, так и от специфики производства и чаще всего принимается равным 6x6, 9x6 и 12x6 м в диапазоне временных нагрузок 30... 10 кПа.

Перекрытия многоэтажных каркасных зданий бывают балочные и безбалочные в сборном, монолитном или сборно-монолитном исполнении. Сборные балочные перекрытия обычно состоят из пустотных или ребристых плит, опирающихся на ригели каркаса. Общий принцип проектирования сборных плит перекрытий состоит в максимальном удалении бетона из растянутой зоны, оставляются лишь узкие ребра для размещения арматуры и объединения сжатой и растянутой зон сечения. Если при проектировании не ставится условие образования плоского потолка, экономическим требованиям вполне отвечают ребристые плиты с полкой в сжатой зоне. Полка плиты представляет при этом однорядную многопролетную плиту, защемленную по контуру в продольные и поперечные ребра. Высота продольных ребер подбирается из условий прочности и жесткости и составляет (1/20...1/15)/, остальные размеры поперечного сечения во многом определяются конструктивными и технологическими требованиями при изготовлении.

В составе сборного перекрытия плиты образуют после замоноличивания швов

4. Каркас промышленного здания

Каркас одно- и многоэтажных промышленных зданий состоит из поперечных рам, образованных колоннами и несущими конструкциями покрытия (балки, фермы, арки и др.),

ипродольных элементов: фундаментных, подкрановых и обвязочных балок, подстропильных конструкций, плит покрытия и перекрытия и связей. Если несущие конструкции покрытий выполнены в виде пространственных систем — сводов, куполов, оболочек, складов и других, то они одновременно являются продольными и поперечными элементами каркаса.

Каркасы промышленных зданий монтируют в основном из сборных железобетонных конструкций, стали и реже из монолитного железобетона, древесины.

При выборе материалов необходимо учитывать размеры пролетов и шаг колонн, высоту зданий, величину и характер действующих на каркас нагрузок, параметры воздушной среды производства, наличие агрессивных факторов, требования огнестойкости, долговечности и технико-экономические предпосылки. Выбор материала каркаса производят в соответствии с «Техническими правилами по экономному расходованию основных строительных материалов» (ТП 101–76).

Несущий каркас чаще всего выполняют полностью из железобетона или стали

исмешанным. Устройство железобетонного каркаса по сравнению со стальным позволяет экономить до 60% стали.

Элементы каркаса подвергаются силовым и несиловым воздействиям. Силовые воздействия возникают от постоянных и временных нагрузок. В связи с этим элементы каркаса должны отвечать требованиям прочности и устойчивости.

При несиловых воздействиях внешней и внутренней среды в виде положительных

иотрицательных температур, тепловых ударов, жидкой и парообразной влаги, воздуха

исодержащихся в воздухе химических веществ элементы каркаса должны отвечать требованиям долговечности.

5. Железобетонный каркас одноэтажныхпромышленных зданий

Каркас одноэтажного промышленного здания состоит из колонн, фундаментов под ними, несущих элементов покрытия и связей. Кроме того, в состав каркаса входят (при наличии их в здании) — подкрановые, фундаментные и обвязочные балки. В каркасах зданий большой протяженности предусматривают температурные швы, располагаемые не более чем через 60 м. Эти швы конструктивно решаются установкой сдвоенных колонн. Они делят каркас здания.

Все сборные железобетонные элементы каркаса при изготовлении снабжаются стальными закладными деталями для сварки или сбалчивания их при монтаже, а также монтажными петлями (или отверстиями) для строповки при подъеме конструкций кранами.

Во избежание коррозии соединительных деталей в дальнейшем их обетонировают, покрывают антикоррозийными составами или выполняют из нержавеющей стали.

Колонны каркаса одноэтажных промышленных зданий можно подразделить на две группы: применяемые в пролетах без мостовых кранов и в пролетах с мостовыми кранами. По положению в здании колонны делятся на крайние (пристенные) и средние, устанавливаемые на стыке двух пролетов.

Сборные железобетонные типовые колонны. Их вес колеблется в пределах от 1,8 до 7,9 т. Высоту колонн принимают с учетом возможности заделки нижнего конца в фундамент на 900 мм. Колонны средних рядов (при сечении их 400 X 400 мм) в верхней части имеют уширение (оголовок) для опирания на него с двух сторон несущих конструкций покрытия. При больших размерах сечения колонн оголовок не делается.

Сборные железобетонные колонны для зданий, оборудованных мостовыми кранами, состоят из двух частей надкрановой и подкрановой. Надкрановая часть служит для опирания несущих элементов покрытия и называется надколонником. Подкрановая часть несет нагрузку от надколонника и от подкрановой балки, по которой движутся мостовые краны. В зависимости от конструкции подкрановой части эти колонны можно подразделить на одноветвевые (консольные) и двухветвевые( ступенчатые). Крайние колонны имеют консоли и уступы с одной стороны, средние — с двух сторон.

Типовые одноветвевые колонны имеют прямоугольное поперечное сечение и предназначены для зданий с расположением головки подкрановых рельс на высоте 6,15, 6,95 и 8,15 м от уровня пола, при грузоподъемности крана от 10 до 20 г. Вес колонн составляет от

5 до 9 т.

Двухветвевые колонны применяют для зданий с высотой расположения головки подкрановых рельс над уровнем пола 8,15, 9,65, 11,45, 12,65 и 14,45 м при шаге средних колонн 12 м и грузоподъемности кранов от 10 до 50 т. Сечение ветвей колонны — прямоугольное. Ветви подкрановой части соединены между собой горизонтальными железобетонными связями.

Для крепления других элементов каркаса, а также технологического и санитарнотехнического оборудования, в колонны при их изготовлении закладывают специальные стальные детали.

Для выверки положения колонн при монтаже на поверхности их нанесены риски — треугольные вертикальные канавки. Риски делают на верхнем и нижнем концах колонны (против верха фундамента) на всех четырех гранях, и, кроме того, на боковых гранях консолей.

Связи. Колонны и основные несущие элементы покрытий образуют систему поперечных рам. Для обеспечения пространственной жесткости здания между этими рамами создают систему связей. Связи можно подразделить на вертикальные (устанавливаемые в вертикальных плоскостях) и горизонтальные (располагаемые в плоскостях верхнего или нижнего поясов стропильных ферм или балок).

Для устойчивости колонн в продольном направлении и, в частности, для восприятия инерционных сил при торможении мостовых кранов, между колоннами в продольных рядах устраивают вертикальные диагональные связи. Эти связи размещают в середине каждого температурного блока. Они бывают крестовые и портальные. Портальные связи менее стесняют внутрицеховой транспорт. Между фермами, в плоскости их верхнего пояса, устанавливают горизонтальные стальные связи. Между узлами всех остальных ферм ставят железобетонные распорки.

При устройстве покрытия по прогонам, в крайних ячейках температурных блоков на всю ширину здания, под прогонами устраивают стальные горизонтальные связи крестовой системы.

6. Железобетонный каркас одноэтажныхпромышленных зданий

Каркас одноэтажного промышленного здания состоит из колонн, фундаментов под ними, несущих элементов покрытия и связей. Кроме того, в состав каркаса входят (при наличии их в здании) — подкрановые, фундаментные и обвязочные балки. В каркасах

зданий большой протяженности предусматривают температурные швы, располагаемые не более чем через 60 м. Эти швы конструктивно решаются установкой сдвоенных колонн. Они делят каркас здания.

Все сборные железобетонные элементы каркаса при изготовлении снабжаются стальными закладными деталями для сварки или сбалчивания их при монтаже, а также монтажными петлями (или отверстиями) для строповки при подъеме конструкций кранами.

Во избежание коррозии соединительных деталей в дальнейшем их обетонивают, покрывают антикоррозийными составами или выполняют из нержавеющей стали.

Фундаменты под колонны. Под колонны каркаса устраивают отдельно стоящие железобетонные фундаменты стаканного типа.

Сборные железобетонные фундаменты устраивают, как правило, в виде одного блока, представляющего собой стакан с плитой. Вес таких блоков колеблется от 1,65 до 4,7 т.

При тяжелых нагрузках применение сборных фундаментов, состоящих из одного блока, становится нецелесообразным, ввиду их большого веса. В этих случаях фундаменты делают расчлененными и соединяют между собой при монтаже их отдельные элементы сваркой закладных деталей или замоноличиванием. Подколонники и плиты имеют вертикальные отверстия круглой или овальной формы, вследствие чего при наложении плит друг на друга образуются сквозные колодцы. Для замоноличивания фундамента колодцы его средней зоны заполняют бетоном, с предварительной установкой в них арматурных стержней или каркасов. В отдельных случаях, при соответствующем технико-экономическом обосновании, применяют монолитные ступенчатые, фундаменты стаканного типа, выполняемые на месте.

Блоки сборных фундаментов устанавливают на щебеночную подготовку толщиной 100 мм; при влажных грунтах подготовку делают из бетона марки 50.

Верхнюю плоскость фундамента, как правило, располагают на 150 мм ниже отметки чистого пола, что дает возможность произвести обратную засыпку земли в котлованы до начала монтажа колонн. Если при этом глубина заложения подошвы фундамента в силу грунтовых условий (или по условиям заглубления технологического оборудования) окажется недостаточной, то фундамент устанавливают на бетонную подушку. Высота фундаментов, состоящих из нескольких рядов элементов, может регулироваться введением дополнительных рядов. При необходимости очень глубокого заложения фундаментов применяют иногда колонны увеличенной высоты.

Для передачи нагрузок от наружных и внутренних стен на фундаменты колонн каркаса применяют фундаментные балки.

Сборные железобетонные балки для шага колонн 6 и 12 ж имеют в поперечном сечении форму тавра. Высота их равна 400 или 600 мм, а ширина поверху — 300 или 400 мм. В зависимости от длины балки бывают: основные и укороченные (применяемые при укороченном шаге, например, около температурных швов).

Под наружные стены фундаментные балки укладывают с выносом за грани колонн, а под внутренние их располагают между колоннами по осевым линиям. При укладке верхнюю грань фундаментных балок устанавливают на уровне 30 мм ниже пола помещения, который располагают на 150 мм выше спланированной вокруг здания поверхности земли. Поверх фундаментных балок устраивают гидроизоляцию из двух слоев рулонного материала на мастике.

Балки устанавливают непосредственно на уступы фундаментов колонн или на бетонные столбики, опирающиеся на эти уступы.

7. Несущие конструкции покрытий.

Железобетонные фермы.

Основные параметры и размеры

1.Стропильные фермы подразделяют на типы:

ФС - раскосные сегментные для покрытий со скатной кровлей;

ФБС - безраскосные сегментные для покрытий со скатной кровлей;

ФБМ - то же, для покрытий с малоуклонной кровлей;