1.22. Конструкции одноэтажных производственных зданий
Конструктивные системы и схемы зданий. Материалы каркасов и области их рационального применения.
Одноэтажные производственные здания могут быть каркасной и бескаркасной конструкции. Бескаркасными (с несущими стенами) рационально строить только бескрановые здания с небольшими пролетами – 6; 9; 12 м, которые, как правило, имеют и небольшие высоты – 4,8; 6; 7,2 м. Несущий каркас таких зданий состоит из колонн и несущих конструкций покрытия – балок или ферм, образующих поперечные рамы. В продольном направлении эти рамы связываются фундаментными и подкрановыми балками, настилами покрытия. Материалом таких каркасов может быть сталь и железобетон. В настоящее время, как правило, применяют железобетон. Железобетонный каркас может быть выполнен в монолитном и сборном железобетоне. В нашей стране применяют сборные и сборно-монолитные каркасы, что объясняется необходимостью индустриализации строительного производства.
По характеру работы конструкций под нагрузками каркасы бывают трех типов: рамные (промышленное строительство), связевые (гражданское строительство) и рамно-связевые. В рамной схеме каркаса стойки и балки соединяют между собой жесткими узлами; они образуют поперечные и продольные рамы, воспринимающие вертикальные и горизонтальные нагрузки, действующие на каркас (используются в промышленном строительстве). Связевой каркас имеет нежесткие узлы, рассчитанные только на восприятие вертикальных нагрузок. Для восприятия горизонтальных нагрузок (например, ветровых) нужны вертикальные диафрагмы жесткости. Роль таких диафрагм выполняют лестничные клетки и шахты подъемников, перекрытия и другие конструкции. В строительстве применяют также комбинированный (рамно-связевой) тип каркаса, при котором в одном направлении устанавливают рамы, а в другом - связи.
По характеру конструкции покрытия делятся на дне группы: плоскостные и пространственные. В пространственных системах все элементы конструкции работают совместно как единое целое. Это позволяет значительно уменьшать размеры сечений конструкций.
Обеспечение пространственной неизменяемости каркаса здания. Система вертикальных связей.
При проектировании большое внимание следует уделять пространственной жёсткости и устойчивости конструкций, обеспечиваемых устройством и постановкой соответствующих связей жёсткости. Связи выполняют следующие функции: создают жёсткость каркаса; обеспечивают устойчивость элементов конструкций и условия пространственной работы каркаса; воспринимают ветровые нагрузки; обеспечивают надёжные и безопасные условия монтажа элементов здания во время его возведения. Горизонтальные связи устраивают в плоскости верхних поясов ферм и арок. Данные связи обеспечивают устойчивость верхних сжатых поясов в горизонтальной плоскости. Их устанавливают в первых пролётах от торца здания на расстоянии 20-25 м друг от друга по длине здания. Горизонтальные связи по нижним поясам ферм устраивают в пролётах, примыкающих к торцам, и служат для восприятия ветровой нагрузки со стороны торца здания и в том случае, когда верх торцовых стоек фахверка примыкает к нижним поясам ферм. Вертикальные связи соединяют попарно фермы в продольном направлении и служат для удержания конструкции в вертикальном проектном положении как в период монтажа, так и во время эксплуатации. Вертикальные связи между стойками в плоскости продольных стен воспринимают давление ветра на торец здания и обеспечивает жёсткость каркаса в продольном направлении, а также обеспечивают устойчивость стоек из плоскости рамы. Эти связи устанавливают в первых пролётах от торца здания и далее через 20-25 м по длине здания.
Конструкции нулевого цикла.
Работы нулевого цикла для промышленных и гражданских зданий.В состав работ нулевого цикла входят:
• отрывка котлована с зачисткой основания под фундаменты;
• водоотвод и водопонижение;
• подготовительные работы к монтажу подземной части здания — устройство усиленного основания под самоходный кран;
• разбивка осей фундаментов в вырытом котловане;
• монтаж подземной части здания, включая фундаменты, фундаментные балки, стены подвалов;
• прокладка подземных коммуникаций водопровода, канализации, газопровода, теплосети, водостока, дренажа, телефонной канализации, электрокабелей;
• устройство бетонной подготовки под полы;
• монтаж перекрытия над подземной частью здания;
• гидроизоляция фундаментов и стен подвала;
• обратная засыпка пазух с уплотнением;
• подготовительные работы к монтажу надземной части
Стоимость работ нулевого цикла в среднем составляет до 20% общей стоимости строительства, а трудозатраты — до 30% общих трудозатрат.
Фундаменты. Основные параметры столбчатых фундаментов.
Фундаменты сборных железобетонных колонн. Под сборные железобетонные колонны применяют железобетонные сборные или монолитные фундаменты типа стакана. Сборные фундаменты могут состоять из одного железобетонного блока (башмака) стаканного типа или из железобетонного блока-стакана и одной или нескольких опорных плит под ним (рис. 26).
Монолитные железобетонные фундаменты имеют симметричную ступенчатую форму с двумя или тремя прямоугольными ступенями и подколонником в котором размещен стакан для колонны (рис. 27). Дно стакана располагается на 50 мм ниже проектной отметки низа колонны, с тем чтобы после распалубки фундамента путем подливки слоя цементного раствора (или бетона) компенсировать возможные неточности в размерах и заложении фундаментов.
фундаменты обычно проектируют с отметкой верха подколонника на уровне планировочной отметки земли—0,150. Фундаменты могут иметь полную высоту 12004-3000 мм с градацией 300 мм, что соответствует наибольшей глубине заложения подошвы фундамента — 3,150. В этом случае высота фундамента изменяется за счет высоты подколонника при; неизменной высоте ступеней.
Рис. 26. Конструктивные решения сборных фундаментов промышленных зданий: а — одноблочные; б — двухблочные; в — многоблочные; 1 — стакан; 2 — плита
Рис. 27. Монолитный железобетонный фундамент: 1 — подколенник; 2 — ступени
При необходимости более глубокого заложения фундаментов под ними делают подушку из песка или бетона (см; рис. 27). В зданиях с подвалами фундаменты располагают ниже пола подвала за счет увеличения высоты подколенника.
Фундаменты устраивают из бетона марок 150 и 200. Армируют фундаменты сварной сеткой с ячейками 200×200 мм, располагаемой в основании фундамента с защитным слоем 35-70 мм. Для рабочей арматуры применяют горячекатаную сталь периодического профиля класса А-П. Подкрлонники армируются аналогично соответствующим колоннам. При наличии слабых грунтов под фундаментами устраивают подготовку толщиной 100 мм из” бетона. Привязка фундаментов к разбивочным осям определяется привязкой колонны.
Фундаменты стальных колонн. Под стальные колонны, как правило, устраивают железобетонные монолитные фундаменты.
Подколонники делают сплошными (без стаканов) и снабжают анкерными болтами для закрепления башмака колонны. Верх подколонника располагают с таким расчетом, чтобы башмак стальной колонны и верхние концы анкерных болтов были, покрыты полом. С этой целью в зависимости от типа башмака отметка верха фундамента назначается — 0,4—1 м.
Стальные колонны устанавливают на фундаментах, в которые заранее заделывают анкерные болты для крепления колонн. Проектное положение колонн в плане обеспечивается правильным расположением анкерных болтов на фундаментах, а точность установки по высоте — тщательной подготовкой опорных колонн: поверхностей фундаментов.
Рис. 29. Фундаменты под стальные колонны с опорными стальными деталями: а — вид башмака и опоры; б — кондуктор; 1 — опорные балки; 2 — закладные детали; 3 — риски осей; 4 – кондуктор с отверстиями для анкерных болтов; 5 и 6 — риски осей на башмаке колонны; 7 — подливка
Типы фундаментов и области их рационального применения.
Особенности
конструктивных решений фундаментов в
местах температурных и деформационных
швов.
Кроме этого, фундаменты у температурных швов выполняются с учетом расположения рядом двух колонн. Если прочность грунта недостаточна, и основания стаканного типа не обеспечивают требуемую несущую способность к существующей нагрузке, выполняются свайные фундаменты. Они бывают двух типов: сваи-стойки и висячие сваи.
Фундаментные балки и их назначение. Классификация.
Фундаментные балки, выполненные из железобетона, находят свое применение при возведении стен зданий производственного назначения. Для изготовления фундаментных балок используется тяжелый высокопрочныйбетон. Стены зданий промышленного назначения, возводимые по каркасному типу с отдельно стоящими фундаментами, опираются на балки фундаментные. Если железобетонные элементы устанавливаются на верхнем уступе фундамента, то их номинальная длина должна соответствовать шагу колонн. Когда балки опираются на предпоследний уступ, то их верхняя часть находится ниже уровня сооружаемого пола на 15 см, к тому же балки должны иметь номинальную длину на 1 м меньше, чем длина шага колонн. Все производимые балки можно разделить на следующие основные типы:
ФБС – сплошные фундаментные балки.
ФБВ – сплошные с вырезами для перемычек и коммуникаций.
ФБП – пустотные.
Гидроизоляция стен. Узлы.
Есть 2 метода гидроизоляционной защиты конструкций фундамента от проникновения грунтовых вод:
cпомощью заделки холодных стыков, холодных швов и других дефектов и обмазки поверхностей композиционными материалами, полученными разведением водой сухих смесей на цементной основе – обмазочная гидроизоляция;
с помощью рулонных гидроизоляционных материалов на битумной основе – оклеечная гидроизоляция.
Обмазочный способ является универсальным: с его помощью можно выполнить как гидроизоляцию фундамента частного дома, так и фундамента многоэтажного жилого, офисного или промышленного здания.
Оклеечная гидроизоляция
Обмазочная гидроизоляция
Обмазочное покрытие характеризуется высокой адгезией к подложке и не способно отслаивается, т.к. при использовании обмазочной гидроизоляции невозможно расклинивающее действие воды в зоне контакта этого покрытия и поверхности бетона. Поэтому, отремонтировав изнутри (с помощью тех же сухих смесей) протечки, возникшие в рамках первоначального срока эксплуатации, можно не ожидать дальнейших внутренних промоканий в новых местах. Длительность этого первоначального срока определяется сезоном паводка, когда, в силу наибольшего давления грунтовых вод, проявляются все возможные протечки. Единственное место, где оправданно применение оклеечной гидроизоляции - под плитой фундамента. Отслоения гидроизоляции от нижней поверхности плиты в данном случае практически не происходит из-за тяжести последней.