3. Каркаси багатоповерхових промислових будівель
У багатоповерхових промислових будівлях навантаження на перекриття від технологічного обладнання в багатьох випадках суттєво перевищують навантаження, які діють на перекриття в житлових і громадських будівлях, тому їх найчастіше проектують за каркасною конструктивною системою.
Просторові системи багатоповерхових каркасних промислових будівель (в загальному випадку), поділяють на окремі плоскі каркасні конструктивні схеми в повздовжньому і в поперечному напрямах. Залежно від способу забезпечення міцності, стійкості та жорсткості будівель плоскі каркасні конструктивні схеми поділяють на рамні, рамно-зв'язкові та зв'язкові. В рамній конструктивній схемі вертикальні та горизонтальні навантаження сприймають колони, об'єднані з дисками перекриттів. В зв'язковій конструктивній схемі вертикальні навантаження сприймають колони, об'єднані з дисками перекриттів, а горизонтальні - вертикальні устої (діафрагми жорсткості або зв'язки). В рамно-зв'язковій конструктивній схемі вертикальні та частину горизонтальних навантажень сприймають колони, об'єднані з дисками перекриттів, а іншу частину горизонтальних навантажень - вертикальні устої. В просторовому каркасі рамно-зв'язкової конструктивної схеми горизонтальну жорсткість в одному напрямі забезпечують рами з жорсткими вузлами, а в другому напрямі, де міцність і жорсткість стикувань недостатня, - вертикальні діафрагми жорсткості.
У просторовій каркасній системі багатоповерхових будівель окремі плоскі каркасні схеми можуть мати однакове і різне конструктивне рішення: рамне, рамно—зв'язкове і зв'язкове. При однаковій жорсткості плоских конструктивних схем в одному напрямі просторова робота каркаса забезпечується самостійною роботою окремих плоских каркасних схем. При різній жорсткості плоских конструктивних схем, особливо, коли вертикальні жорсткі елементи розміщуються не в кожній площині, просторова робота каркаса забезпечується за рахунок роботи жорстких у своїй площині горизонтальних дисків перекриттів і покриття, які перерозподіляють горизонтальні зусилля між вертикальними плоскими діафрагмами різної жорсткості.
У промислових багатоповерхових будівлях найбільш раціональні рамні схеми каркасів без вертикальних діафрагм, які обмежують розміщення технологічного обладнання та інженерних комунікацій. Зв'язкові схеми каркасів, порівняно з рамними, потребують менших витрат сталі, головним чином за рахунок спрощення конструктивних рішень вузлів. Зв'язкові каркаси використовують при проектуванні адміністративних, побутових та деяких виробничих будівель, в яких зв'язки (діафрагми жорсткості) не заважають організації функціонально-технологічного процесу.
Каркаси багатоповерхових будівель виконують залізобетонними або сталевими. Залізобетонні каркаси краще забезпечують жорсткість будівель, порівняно із сталевими, але вони мають більшу масу і більш трудомісткі, особливо в монолітному варіанті. За способом зведення залізобетонні каркаси можуть бути монолітними, збірними і збірно-монолітними. Залізобетонні монолітні та збірно-монолітні каркаси використовують, коли будівлям необхідно надати велику жорсткість та стійкість: при великих навантаженнях на перекриття; при нестандартних розмірах об'ємно-планувальних рішень; при можливих особливих впливах (сейсмічних, вибухових тощо). Збірні каркаси використовують для масового будівництва промислових багатоповерхових будівель з сітками колон 6x6, 6x9 і 6x12 м, висотою до десяти поверхів і навантаженнями на перекриття 5...ЗО кН/м". Основні види багатоповерхових промислових будівель наведені на рис. VII.23.
При монолітних варіантах каркасних будівель їх сітка колон не обов'язково повинна мати уніфіковані розміри, якщо перекриття теж монолітні. Проте, призначаючи ці розміри, корисно брати до уваги необхідність їх координації з габаритами огороджувальних конструкцій та інших елементів будівель. При використанні збірних і збірно—монолітних конструкцій уніфікація геометричних параметрів будівель та споруд обов'язкова.
Сталеві каркаси використовують в багатоповерхових будівлях різного виробничого призначення та у відкритих промислових етажерках для хімічної та нафтопереробної промисловості, висота яких досягає 100 м і більше.
Основні параметри будівель із сталевими каркасами (прогони, кроки, висоти
поверхів) призначають, як і в будівлях із залізобетонними каркасами, на основі єдиних вимог уніфікації. В ряді випадків сталеві конструкції каркасів доцільно використовувати при нестандартних габаритах приміщень або великих навантаженнях, які діють на конструкції будівель.
Сталеві каркаси, так як і залізобетонні, вирішують за рамною, рамно-звязковою і зв'язковою схемами. Найбільше поширення отримала рамно-зв'язкова схема з рамами в поперечному напрямі будівлі та вертикальними зв'язками в повздовжньому напрямі.
