ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЙ КАРКАС ПРОМЫШЛЕННОГО ЗДАНИЯ

Многоэтажные промышленные здания строят с несущими конструкциями в виде полного или неполного каркаса. Каркас представляет собой систему пространственных рам, которые воспринимают все виды вертикальных и горизонтальных нагрузок.

В современном строительстве каркасы выполняются сборными железобетонными. При возведении зданий в южных и сейсмических районах каркасы могут быть из монолитного или сборно-монолитного

железобетона. Для зданий, строящихся в труднодоступных районах или со значительными нагрузками на перекрытия, допускаются стальные каркасы.

В целях унификации конструкции строительные параметры каркаса здания назначаются кратными укрупненным модулям в соответствии с единой модульной системой. Так, высота этажей кратна 0,6м, а расстояние между разбивочными осями колонн кратно 1000 мм. Исходя из этого высота этажей равна 3,6; 4,8; и 6м. Для первого и последнего этажа допускается 7,2м. Наиболее распространенной сеткой колонн многоэтажных зданий является сетка 6X6, а высота 4,8м. По особенностям конструктивного решения железобетонные каркасы делятся на:

стоечно-блочные — наиболее распространенные в промышленном строительстве с сеткой колонн 6х6, 6х9, 12х6 м, собираемые из унифицированных сборных элементов;

стоечно-балочные с увеличенным пролетом вверху, возводимые из типовых унифицированных сборных элементов, и с использованием балок или ферм покрытий;

большепролетные с сетками колонн 12х6, 18х6м, монтируемые из унифицированных сборных элементов, и с применением безраскосных ферм, образующих межферменный этаж;

безбалочные с сеткой колонн 6х6, 9х6, 9х9 м, собираемые из унифицированных сборных элементов, образующих гладкую поверхность потолков междуэтажных перекрытий;

с монолитными перекрытиями, поднимаемыми при помощи гидро­подъемников (закрепляют подъемники на оголовках колонн).

Многоэтажное промышленное здание следует разрезать температурными швами через 60-72м. В местах изменения этажности здания или характера грунта устраивают осадочные швы, разрезающие зда­ние до подошвы фундамента.

В многоэтажных зданиях большое значение в работе каркаса име­ют лестничные клетки, которые особенно при рамно-связевой системе каркаса воспринимают горизонтальные усилия, являясь жесткими пи-лонами.

КОНСТРУКТИВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ И УЗЛЫ КАРКАСОВ

МНОГОЭТАЖНЫХ ЗДАНИЙ

В балочных железобетонных каркасах несущими элементами являются фундаменты с фундаментными балками (см. 3.2.), колонны, ригели, панели перекрытий и покрытия, а также металлические связи.

Колонны изготовляют из бетона марки 300-500. В зависи­мости от места установки их подразделяют на крайние (пристенные) и средние. У крайних колонн для опирания ригелей имеются консоли (с одной стороны), у средних колонн — консоли с обеих сторон. Колонны выпускаются высотой:

- на три этажа (для зданий с высотой этажа 3,6 м);

- на два этажа (для двух нижних, а также для верхних этажей четырехэтажных зданий);

- на один этаж (для зданий с высотой этажа 6 м и для верхних этажей трех- и пятиэтажных зданий) (рис. 28,а).

Колонны первого этажа заделывают в стакан фундаментов на глубину 0,5-1м.

Сечение колонн верхних этажей 400х400 мм, нижних — 400х600 или 400х400 мм. Переход на меньшее сечение осуществляется с уровня в верхней консоли.

Ригели изготовляются из железобетона марки М 300—400. Ригелями первого типа (с полками для опирания плит таврового сечения) перекрывают пролеты в 6 и 9м (рис. 28,б). Ригели второго типа имеют прямоугольное сечение, их применяют в перекрытиях при установке провисающего оборудования (28,в). Отверстия в ригелях диаметром 50мм служат для подвески путей горизонтального транспорта, коммуникаций и др.

Плиты перекрытий и покрытий промышленных зданий применяются главным образом ребристые из железобетона марки 300-400. По ширине плиты различают на основные и доборные. Доборные плиты укладывают у наружных продольных стен. Для варианта пере-крытия с опиранием плит по верху ригеля основные плиты имеют раз-меры 1500х6000х400 мм, а доборные — 659х5550х400 мм и 750х5050х400 мм. Для варианта перекрытия с опиранием на полки ри-гелей основные плиты имеют размеры 1500х5550х400 мм и 1500х5050х400 мм; укладываются у торцов здания и у деформационных швов. Доборные плиты имеют разхмеры 750х5550х400 и 750х5050х400 мм (рис. 28,г), также укладываются у торцов здания и у де­формационных швов. Доборные плиты «коротким ребром плиты опираются на металлические столики, приваренные к закладным деталям колонн. Раскладка плит показана на (рис. 28)

Рис. 28. Железобетонные конструкции для многоэтажных зданий: а-ко-лонны для одного и двух этажей многоэтажного здания; б-ригель тавро-вого сечения; в-ригель прямоугольного сечения; г-плита междуэтажного перекрытия (доборная); д-основная; 1-крайние колонны; 2-средние колонны

3

Рис. 29. Узлы, разрез и раскладка железобетонных конструкций в междуэтажных перекрытиях: а — сопряжение крайней колонны с ригелем таврового сечения и укладка на него плит; б — сопряжение средней колонны с двумя ригелями таврового сечения и укладка плит; в — поперечный разрез междуэтажных перекрытий; г-раскладка плит (вид сверху) на ригели: 1-доборная плита; 2-колонна крайняя; 5-основная плита; 4-ригель таврового сечения; 5-колонна средняя; 6 — стено-вые панели; 7-металлический столик; 8-средняя плита

Плиты при опирании по верху ригеля укладываются по осям средних рядов колонн и имеют по торцам вырезы для них. Пли-ты, опирающиеся на полки ригеля, вырезов не имеют. В продольных ребрах плит предусмотрены отверстия диаметром 35 мм для пропуска электротехнических проводок и крепления технологических трубопро-водов. Плиты перекрытий изготовляют с отверстиями для различных коммуникаций, а плиты покрытий — с отверстиями для дефлекторов и зонтов.

Для опирания провисающего оборудования (для пропуска его сквозь перекрытие в сборных железобетонных перекрытиях) применя-ют специальные железобетонные конструкции монтажных «панелей, со-стоящих из главных и второстепенных балок и плит. Главные балки опираются на ригели перекрытий. Они имеют полку, на которую в любом месте могут укладываться второстепенные балки, образуя про-емы для пропуска провисающего оборудования. Пространство между балками заполняют плитами. Отдельные участки перекрытий в местах размещения провисающего оборудования делают из монолитного же-лезобетона.

Для установки горизонтальных аппаратов на междуэтажных пере-крытиях применяются специальные Т-образные балки шириной 750 мм, которые опираются на ригель перекрытия. Для устройства проемов в перекрытии применяют и стальные конструкции.

Безбалочный железобетонный каркас широко применяется в хо-лодильниках, мясокомбинатах и на других производствах, требующих хорошего проветривания помещений. Сборные безбалочные каркасы по сравнению с балочными имеют те же основные преимущества и не-достатки, что и 'монолитные варианты (рис. 30).

Сетка колонн в этих зданиях принята 6X6 м, высота этажа 4,8 м и 6,0 м (подвал может иметь высоту 3,6 м). Безбалочный каркас со-стоит из фундаментов, фундаментных балок, специальных колонн, ка-пителей, надколенных и пролетных плит, связей.

Колонны высотой на этаж имеют квадратное, а иногда и круг-лое сечение 400X400, 500X500, 600X600 мм. Концы колонн нижнего этажа устанавливают в стаканы фундаментов и замоноличивают бето-ном. В верхней части колонн имеются четырехсторонние консоли и треугольные пазы на верхних гранях ствола.

Капители бывают двух 'размеров. Основная — размером 2700Х27ООХ6ОО мм и полукапитель (для колонн крайних рядов) раз-мером 1950X2700X600 мм. Квадратные отверстия в центре капители, по граням которой устроены пазы, служат для пропуска колонны.

Надкол он ные плиты имеют размеры 3100X3540X180 мм и 2150X3540X180 мм, на торцах — выпуски арматуры. Плиты мень-ших размеров укладывают на полукапители у наружных продольных стен.

Пролетные плиты изготовляют размером 3080Х3080Х150 мм с выпуском арматуры по периметру.

Для крепления панелей наружных стен в зданиях с безбалочными перекрытиями устанавливают стальные фахверковые стойки.

В сборно-монолитных безбалочных и балочных «перекрытиях мо-нолитную часть укладывают поверх сборных панелей, которые исполь-зуются в качестве «мертвой» (неразборной) опалубки.

По расходу материалов сборно-монол'итные конструкции эконо-мичны. Расход стали составляет 13,5 кг/м². Сборно-монолитные кон-струкции не требуют доборных, нетиповых элементов перекрытий, так как различная привязка наружных стен, лестничных клеток, лифтов и т. п. компенсируется за счет монолитных участков.

Более экономичным является выполнение перекрытий в монолит- ном исполнении, когда опалубкой для вышележащих перекрытий

Рис. 30. Железобетонные конструкции безбалочного перекрытия (здание мясо-комбината): а-поперечный разрез; б-план раскладки плит; в-узлы сопряже-ния; У — колонны; 2-капитель; 3-надколоннля плита; 4-пролетная плита; 5-консоль 'колонны; 6-полукапитель; 7-выпуски закладных деталей

служат перекрытия нижнего этажа. Этот новый метод строительства многоэтажных зданий с безбалочными перекрытиями получил назва­ние подъема этажей (рис. 31). Плиты перекрытий весом до 200 т и площадью до 400 м² изготовляют в виде пакета непосредственно на перекрытии первого этажа. Затем с помощью гидравлических дом-

Рис. 31. Многоэтажное здание, возведенное методом подъема этажей: 1-фун-дамент; 2-пол; 3-разделительные прокладки; 4-изготовленная плита; 5-обой-ка-колонны; 6-колонны; 7-оголовок; 8-винтовая тяга; 9-габаритная схема

гидроподъемника

кратов плиты поднимают на отметку соответствующих этажей и там закрепляют.

3.7. СБОРНО-РАЗБОРНЫЕ ЭТАЖЕРКИ ПРОМЫШЛЕННЫХ ЗДАНИЙ

Этажерки предназначены для размещения технологического обо-рудования на открытых площадках и в зданиях павильонного типа. Ригели этажерок с пролетами 4,5; 6 и 9 м запроектированы соот-ветственно под нагрузки на перекрытия 3500-1500 кГ/м². Как и мно-гоэтажные здания, этажерки могут быть выполнены с перекрытиями типов — с плитами, опирающимися на полки, и плитами, опи-рающимися на верхнюю грань ригеля.

4500 750

6000-9000

Рис. 32. План питы перекрытия; Л

и разрез этажерки: 1-колонна; — дополнительная консоль

2 — ригель; 3 —

Перекрытия, опирающиеся на поверхность ригеля, позволяют кон-струировать проемы больших размеров для провисающего оборудо-вания.

Этажерки выполняются высотой в 1, 2 и 3 этажа, шириной до 18 м с температурными швами. Высота этажа 3,6; 4,8 и 6,0 м и дополни-тельная только для первого этажа 7,2 м. Повышенный первый этаж устраивается в том случае, если высота последующих этажей свы-ше 4,8 м.

Привязка всех продольных рядов колонн осевая. Поперечные оси колонн у торца этажерки или деформационного шва смещены на |500 мм внутрь температурного отсека, каркас этажерок аналогичен каркасу соответствующих многоэтажных зданий.

Колонны крайних и средних продольных рядов в этажерках оди-наковы. Межколонные плиты, укладываемые по крайним рядам ко-лонн, опираются на специальный железобетонный элемент — опорную консоль, устанавливаемую на внешнюю консоль колонны. Если опира-ются тяжелые горизонтальные аппараты, то перекрытия этажерок уси-ливаются железобетонными балками таврового сечения. Балки устанав-ливаются попарно на ригель. При опирании пронизывающих перекрытие вертикальных провисающих аппаратов проемы в продольном направ-1ч ограничиваются балками полутаврового сечения. На полку этих

балок могут в любом месте укладываться поперечные укороченные плиты — 1500; 3000; 4500 мм и шириной 750 мм или второстепенные балки шириной 200 мм. Перекрытия этажерок ограждаются по кон­туру стальными поручнями высотой 1000 мм.

3.8. Крупнопролетные многоэтажные промышленные здания с межферменным этажом

Стремление к универсальности и гибкости строительных решений при возведении промышленных зданий, к свободному размещению обо-рудования е перспективой изменения технологических процессов и бес-препятственной замены устаревшего оборудования новым, к размеще-нию различных производств в одинаковых зданиях, приводит к ук-рупнению сетки колонн. Но при увеличении пролета многоэтажных зданий до 18-24 м строительная высота междуэтажных перекрытий достигает 2,5-3 м, что позволяет использовать это пространство для устройства технического этажа или размещения подсобных помещений.

Для удобства расположения помещений в межферменных этажах в качестве несущих конструкций покрытия и перекрытий применяют железобетонные безраскосные фермы с параллельными поясами. В зданиях с одним межферменным этажом по фермам укладывают реб­ристые плиты покрытия размером 3X12 м. Перекрытия монтируют из пустотелых панелей размером 1,2X6 м, укладываемых по прогонам длиной 12 м. Последние крепят в узлах нижних поясов ферм.

В зданиях с несколькими межферменными этажами покрытие и междуэтажные перекрытия, опирающиеся на верхние пояса ферм, со­бирают из ребристых плит длиной 6 м, а перекрытия, опирающиеся на нижние пояса ферм, из пустотелых панелей, укладываемых на полки поясов (табл. 5).

Т а б л и ц а 5

Технико-экономическая оценка одноэтажных и многоэтажных зданий (обычных и с межферменными этажами)

Показатели	Одноэтажные здания				М н о го э т а ж н ы е з д ания			и я
	типовые решения		с межфер-менным этажом		типовые решения		с межфер-менньм этажом
	вели-чина	%	вели-чина	%	вели-чина	%	вели-чина	%

Площадь застройки, м2	21940	100	19660	90	4710	.100	3960	84
Объем здания, м3	210970	100	204500	97	103120	100	102090	99
Полезная площадь, м2	2710-0	100	32470	120	18720	100	21760	116
Объем на 1 м2 полезной
площади, м3	7,78	100	6,3	81	5,5	100	4,7	85
Расход железобитона, м	3600	100	3640	101	3860	100	3090	80

Из данных табл. 5 видно, что здания с межферменным этажом экономичнее, потому что у них площадь застройки меньше на 10-16%, чем у обычных, полезная площадь больше на 16-20%, на 1 м² полез­ной площади в них объем меньше на 15-19% и расход железобетона сокращается на 16-31%. Общая стоимость таких зданий 12-18% ниже.