Основные требования к строительству зданий

Печи обычно располагают друг над другом и не опирают на перекрытия.

Легкие печи (не более 700 кг) и кухонные очаги допускается опирать на перекрытие, при деревянных перекрытиях предусматривают защиту от возгорания.

Печи устраивают так, чтобы между сгораемыми конструкциями зданий и «дымом» (т.е. внутренней поверхностью печи или дымового канала трубы) сохранилось расстояние не менее 380 мм, в случае, когда возгораемая конструкция не защищена от возгорания и не менее 250 мм в случае ее защищенности от возгорания (установлена обшивка из асбестового картона). Топки печей рекомендуется выводить в подсобные помещения или общие комнаты. Для отвода дыма от печей и кухонных очагов в кладке внутренних стен оставляют вертикальные каналы (дымоходы), которые заканчивают дымовыми трубами. В деревянных зданиях дымовые трубы делают отдельно стоящими (коренными) или непосредственно над печью (т.е. насадными).

При устройстве печей в деревянных домах с деревянными перекрытиями и перегородками необходимы разделки и отступки в тех местах, где деревянные части соприкасаются с печами, дымовыми трубами.

Разделки - это утолщения в кладке печей или дымоходов, которые позволяют создать малотеплопроводный слой между сгораемым элементом и нагретой частью печи или дымохода.

Отступка - зазор между поверхностью нагретой части печи или дымохода и прилегающей стеной или перегородкой.

Для обеспечения тяги дымовые трубы выводят над крышей.

Отопление. Наибольшее распространение получило водяное отопление. Радиаторы устанавливают под окнами в специальных нишах глубиной не более 130 мм. Различают капельную и воздушную системы отопления.

При панельной системе отопления нагревательные приборы состоят из стальных трубчатых элементов, замоноличенных в бетонные панели.

При воздушной системе отопления ее совмещают с приточной вентиляцией теплоносителем, в этом случае воздух проходит в приточной камере необходимую обработку и нагревают его до нужной температуры, а затем подают в помещение.

Вентиляционные устройства зданий. Основная задача вентиляции - обеспечение в помещениях нормальной чистоты и влажности воздуха путем удаления воздуха и подачи свежего.

Вентиляция помещений может быть: естественной, вытяжной, приточно - вытяжной.

Естественную вентиляцию осуществляют через форточки, окна, а также путем инфильтрации, т.е. через поры материала и неплотности оконных и дверных проемов.

При вытяжной вентиляции загрязненный воздух из помещения удаляют через специальные каналы. Кухни, уборные, ванные или объединенные санузлы должны иметь вытяжную вентиляцию непосредственно из помещений.

Каналы предусматривают отдельно от места входа воздуха в решетки жалюзи до его выхода в атмосферу или до объединенного короба. Внутренние каналы располагают обычно во внутренних стенах или устраивают приставные вентиляционные.

Вытяжные шахты с объединенными каналами изготавливают на заводах из легкого бетона.

В приточно-вытяжных системах вентиляции воздух поступает в помещения через приточную камеру, где его в зависимости от требований предварительно прогревают или охлаждают, увлажняют, очищают от пыли.

В случае применения кондиционеров воздух в помещения подают по сетям воздуховодов, устраиваемых аналогично воздуховодам естественной и искусственной вентиляции.

Санитарно-техническое оборудование. Системы санитарно-технических трубопроводов (водопровода, канализации, отопления, горячего водоснабжения, газоснабжения) наиболее целесообразно монтировать в специальных санитарно-технических блоках или панелях, что позволяет на строительной площадке устанавливать готовые блоки или панели, сопрягая их между собой и устанавливая санитарные приборы.

Существенный недостаток панелей - значительная трудоемкость ремонта и замены труб. Блоки же представляют собой П-образный железобетонный профиль. Открытую боковую стенку закрывают съемным щитом или дверцей.

Применяют объемные санитарно-технические кабины, доведенные в заводских условиях до полной готовности. На строительной площадке их монтируют и соединяют с коммуникационными сетями.

Мусоропроводы устраивают в жилых зданиях высотой 5 этажей и более. Мусоропроводную камеру располагают в подвале или на первом этаже и оборудуют водопроводом и канализацией.

51. Классификация промышленных зданий. Требования к ним

Промышленные предприятия делят на отрасли производства, которые являются составной частью народного хозяйства. Промышленные предприятия состоят из промышленных зданий, которые предназначены для осуществления производственно-технологических процессов, прямо или косвенно связанных с выпуском определенного вида продукции.

Независимо от отрасли промышленности здания подразделяют на четыре основные группы: производственные, энергетические, здания транспортно-складского хозяйства и вспомогательные здания или помещения.

К производственным относят здания, в которых осуществляется выпуск готовой продукции или полуфабрикатов. Их подразделяют на многие виды соответственно отраслям производства. Среди них механосборочные, термические, кузнечно-штамповочные, ткацкие, инструментальные, ремонтные и др.

К энергетическим относят здания ТЭЦ (теплоэлектроцентралей), котельных, электрические и трансформаторные подстанции и др.

К зданиям транспортно-складского хозяйства относят гаражи, склады готовой продукции, пожарные депо и др.

К вспомогательным зданиям относят административно-конторские, бытовые, пункты питания, медицинские пункты и др.

Характер объемно-планировочного и конструктивного решения промышленных зданий зависит от их назначения и характера технологических процессов.

Здания подразделяют на четыре класса, причем к I классу относят те, к которым предъявляются повышенные требования, а к IV классу -- постройки с минимальными требованиями. Для каждого класса установлены свои эксплуатационные качества, а также долговечность и огнестойкость основных конструкций зданий.

Установлены три степени долговечности промышленных зданий: I степень -- не менее 100 лет; II -- не менее 50 лет и III -- не менее 20 лет.

По степени огнестойкости здания и сооружения подразделяют на пять степеней. Степень огнестойкости, характеризуемая группой возгораемости и пределом огнестойкости основных строительных конструкций, принимается: для зданий I класса -- не ниже II степени, для зданий II класса -- не ниже III степени. Для зданий III и IV классов степень огнестойкости не нормируется.

По архитектурно-конструктивным признакам промышленные здания подразделяют на одноэтажные, многоэтажные и смешанной этажности.

Производства, в которых технологический процесс протекает по горизонтали и характеризующиеся тяжелым и громоздким оборудованием, крупногабаритными изделиями и значительными динамическими нагрузками, целесообразно размещать в одноэтажных зданиях. В настоящее время в одноэтажных промышленных зданиях размещается около 75 % промышленных производств.

В зависимости от числа пролетов одноэтажные здания могут быть одно- и многопролетными. Пролетом называется объем промышленного здания, ограниченный по периметру рядами колонн и перекрытий по однопролетной схеме. Расстояние между продольными рядами колонн называют шириной пролета.

В многоэтажных зданиях размещают производства с вертикально направленными технологическими процессами для предприятий легкой, пищевой, радиотехнической и аналогичных им видов промышленности (при поверхностных нагрузках на междуэтажные перекрытия 45 кН/м2). Их, как правило, сооружают многопролетными. На первых этажах располагают производства, имеющие более тяжелое оборудование, выделяющие агрессивные сточные воды, в верхних -- производства, выделяющие газовые вредности, пожароопасные, и др.

По наличию подъемно-транспортного оборудования здания бывают крановые (с мостовым или подвесным транспортом) и бескрановые.

По материалу основных несущих конструкций здания можно разделить: с железобетонным каркасом (сборным, сборно-монолитным и монолитным); со стальным каркасом; с кирпичными стенами и покрытием по железобетонным, металлическим или деревянным конструкциям.

Кроме перечисленных факторов промышленные здания классифицируют и по другим признакам: по системе отопления, вентиляции, освещения, по профилю покрытия.

Требования к ним подразделяют на функциональные, технические, архитектурно-художественные и экономические.

Функциональные требования заключаются в том, чтобы промышленное здание наиболее полно удовлетворяло своему назначению, т. е. заданным параметрам размещаемого в нем технологического процесса. Этим требованиям должны быть подчинены объемно-планировочное и конструктивное решения здания, его внутрицеховое подъемно-транспортное оборудование, воздушная среда, световой и шумовой режимы производственных помещений.

Объемно-планировочные и конструктивные решения следует принимать такие, которые позволяют изменять и совершенствовать технологический процесс без реконструкции самого здания.

Технические требования состоят в обеспечении прочности, устойчивости и. долговечности зданий, в снижении пожарной и взрывной опасности для работающих, а также в возможности возведения зданий индустриальными методами. Эти требования распространяются также на санитарно-техническое и инженерное оборудование зданий.

Уровни прочности, устойчивости и долговечности конструкций здания, обеспечиваемые при проектировании и строительстве, характеризуют собой степень его надежности в эксплуатации. Под надежностью зданий понимают их безотказную работу в заданных условиях силовых и природно-климатических воздействий и в течение расчетного периода эксплуатации.

Архитектурно-художественные требования: промышленное здание должно иметь привлекательный и выразительный внешний облик, удовлетворяющий художественным запросам человека. Архитектура здания должна быть гармоничной, связана с застройкой комплекса и природным окружением.

Красота промышленным зданиям придается не декорированием, а гармоничностью, пропорциональностью и ритмичностью их элементов, а также высоким качеством монтажных и отделочных работ. В качестве средств архитектурной выразительности зданий используют также фактуру и цвет материала ограждений, художественное сочетание фактур и цвета различных материалов и т. д.

Интерьеры зданий должны соответствовать функциональному назначению помещений, эстетическим запросам работающих и способствовать высокопроизводительному социалистическому труду.

Экономические требования заключаются в обеспечении минимально необходимых затрат на строительство и эксплуатацию проектируемого здания. С этими целями необходим выбор наиболее целесообразных объемно-планировочных, конструктивных и архитектурно-композиционных решений здания при обеспечении оптимальной организации технологического процесса в нем.

Для сокращения стоимости строительства зданий нужно также использовать местные строительные материалы. При проектировании нельзя завышать капитальность зданий, поскольку использование более долговечных и огнестойких конструкций, чем требуется нормами, повышает их стоимость.

52. Параметры объемно-планировочного решения зданий

Унификация -- приведение к единообразию размеров объемно-планировочных параметров зданий и их конструктивных элементов, изготовляемых на заводах. Унификация имеет целью ограничение числа объемно-планировочных параметров и количества типоразмеров изделий (по форме и конструкции). Осуществляют ее путем отбора наиболее совершенных решений по архитектурным, техническим и экономическим требованиям.

Типизация -- техническое направление в проектировании и строительстве, позволяющее многократно осуществлять строительство разнообразных объектов благодаря применению унифицированных объемно-планировочных и конструктивных решений, доведенных до стадии утверждения типовых проектов и конструкций.

Типовые конструкции и детали, хорошо зарекомендовавшие себя в эксплуатации и включенные в каталоги типовых изделий, обязательны для применения.

Помимо изыскания оптимальных объемно-планировочных параметров (пролет, шаг и высота) и конструктивных (сортамент строительных изделий), унификация и типизация должны устанавливать градации функциональных параметров: долговечности отдельных конструкций и зданий в целом, температурно-влажвостных и технологических режимов и т. п.

Типовые объемно-планировочные и конструктивные решения должны позволять внедрять прогрессивные нормы и методы производства и предусматривать возможность развития и совершенствования технологии производства. Здесь надо иметь в виду, что периоды перестановки и замены технологического оборудования весьма различны: для одних производств они равны 3--4 годам, для других -- 10 годам и более.

При разработке вопросов типизации и унификации учитывают также перспективы развития несущих конструкций (особенно большепролетных зданий), требования модульной системы, возможность обеспечения выразительного архитектурно-художественного облика зданий и технико- экономические показатели.

Таким образом, унифицированные объемно-планировочные и конструктивные решения не являются чем-то застывшим; они постоянно совершенствуются в связи с прогрессом в технологии строительного производства, изменением норм проектирования и градостроительных требований.

Обеспечить взаимозаменяемость элементов можно при комплексном подходе к их конструированию. Необходимым условием взаимозаменяемости является выработка единой системы допусков изготовления и сборки конструкций вне зависимости от их материалов.

Примерами взаимозаменяемых конструкций могут служить замена металлических ригелей железобетонными или деревянными, покрытии с прогонами беспрогонными, стеновых блоков крупноразмерными панелями и т. п. Взаимозаменяемыми должны быть панели наружных стен зданий, одинаковые по размерам, по теплотехническим и иным качествам, но выполненные из различных материалов.

Высшей формой унификации является создание универсальных конструкций и деталей, пригодных для различных объектов и конструктивных схем (например, использование колонн одного типоразмера в зданиях с различными пролетами, применение одних и тех же панелей для стен и покрытий и т. п.).

Подобно универсальным планировочным решениям, делающим здания гибкими в технологическом отношении, универсальные конструкции и детали расширяют область их использования. Итак, основными задачами унификации и типизации являются:

уменьшение числа типов промышленных зданий и сооружении и создание условий для их широкого блокирования;

сокращение числа типоразмеров сборных конструкций и деталей с целью повышения серийности и снижения стоимости их заводского изготовления;

рациональное членение конструкций на монтажные единицы и разработка несложных приемов их сопряжения и крепления;

создание лучших условий для использования прогрессивных технических решений.



53. Подъемно-транспортное оборудование

Одним из эффективных средств, позволяющих повысить производительность труда АТП, является использование подъемно-осмотрового и подъемно-транспортного оборудования, так как известно, что при выполнении полного объема работ по техническому обслуживанию автомобиля средней грузоподъемности получается следующее распределение по видам работ: снизу -- 40-45, сверху -- 40-45 и 10-20 % -- работы, выполняемые сбоку. Следовательно, при выполнении работ по обслуживанию и ремонту автомобиля необходимо иметь оборудование, обеспечивающее его обслуживание со всех сторон и способствующее при этом повышению производительности и качеству труда ремонтных рабочих.

По данным НИИАТа, применение современного высокопроизводительного подъемного оборудования позволяет повысить производительность труда ремонтных рабочих при ТО и TP примерно на 25 %.

Рассматриваемую группу технологического оборудования подразделяют по функциональному назначению на две группы: подъемно-осмотровое и подъемно-транспортное.

К подъемно-осмотровому относится оборудование, обеспечивающее удобный доступ к агрегатам, механизмам и деталям, расположенным снизу и сбоку автомобиля. При этом работы, выполняемые с использованием данного оборудования снизу, могут производиться с полным или частичным вывешиванием автомобиля. Подъемно-осмотровое оборудование включает осмотровые канавы, эстакады, подъемники, опрокидыватели, домкраты.

К подъемно-транспортному относится оборудование для подъема и перемещения автомобиля или его агрегатов и узлов по зонам и участкам АТП, которое применяется в случае, когда движение автомобиля своим ходом исключается или не рационально.

К подъемно-транспортному оборудованию относятся: грузовые тележки, крановые балки, тельферы, ручные тали, передвижные краны, консольные краны, конвейеры, погрузчики.

54. Фундаменты и фундаментные балки

Под сборные железобетонные колонны устраивают фундаменты стаканного типа. Монолитный фундамент состоит из подколонника со стаканом для заделки колонн и ступенчатой плитной части. Все размеры монолитных фундаментов унифицированы. Фундаменты подбираются в зависимости от размеров колонн, количество ступеней фундамента (глубина заложения фундамента) зависит от глубины промерзания грунта.

Фундаментные балки выполнены из железобетона. Толщина стены равна 270 мм, а шаг колонн 6 м, поэтому фундаментные балки будут иметь тавровое сечение. Фундаментные балки опираются на бетонные столбики сечением 300Ч600 мм, устанавливаемые в пределах подколонников. Фундаментные балки укладывают под наружной стеной. В проемах ворот их не укладывают. Номинальная длина фундаментных балок соответствует шагу колонн, а ширина верхней полки - толщине стены.

В зависимости от технологического процесса и состояния внутренней среды в цехе колонны крайнего и среднего ряда первого пролёта приняты двухветвевые железобетонные. В зданиях с высотой до 18м с опорными кранами грузоподъемностью 10-50т подкрановая часть колонн двухветвевая (серия КЭ-01-52). Для второго и третьего пролётов - колонны сплошного сечнения. Ветви связаны горизонтальными распорками через интервал 1,5-3м. Колонны армируются сварными или вязанными каркасами и формируются из бетона марки 300-400. Закладные элементы имеются во всех колоннах в местах опирания стропильных конструкций и подкрановых балок, в крайних колоннах на уровне швов стеновых панелей. Для соединения с фундаментом колонна заводится в стакан фундамента дна глубину до 1,2м. В этих пределах для связи с бетоном замоноличивания ствол колонны снабжается горизонтальными бороздками. В двухветвевых колоннах нижняя распорка высотой 0,2м, заводимая в стакан, имеет отверстие 0,2Ч0,2м, используемые при бетонировании стыка.

Закладные элементы в местах опирания подкрановых балок и стропильных конструкций состоят из стального листа с пропущенными сквозь него анкерными болтами. Бетон под ним усиливается косвенным армированием сетками.

Фахверк представляет собой вспомогательный каркас, располагаемый между колоннами основного каркаса. Он воспринимает массу стенового заполнения и ветровую нагрузку и передает их на элементы основного каркаса. Конструкция фахверка состоит из колонн и элементов, обеспечивающих их устойчивость.

Фахверковые колонны опираются по низу шарнирно на фундаменты, а по верху на устанавливаемые в торцах здания горизонтальные ветровые балки и фермы. Оголовки фахверковых колонн располагаются на одном уровне с оголовками основных колонн. В пределах высоты стропильной фермы фахверковые колонны наращиваются сварными двутаврами с площадью сечения 26,8смІ, а также двумя швеллерами, образующими замкнутое прямоугольное сечение. Колонны торцевого фахверка продолжаются на всю высоту торцовых стен с конструкциями покрытия. База стальных фахверков располагают на уровне подстилающего слоя конструкций пола.

Железобетонные подкрановые балки - таврового сечения с утолщенной на опорах вертикальной стенкой высотой 1000, 1400мм. Они армируются сварными каркасами, а по нижнему поясу - упрочненными вытяжкой стержнями периодического профиля. Балки формуются из бетона марки 300-500.

Крепление подкрановой балки к консоли колонны производится на анкерных болтах, пропущенных сквозь опорный лист, предварительно приваренный к нижней закладной пластине, а к шейке колонны - путем приварки вертикального листа к закладным пластинам. Болтовые соединения после рихтовки завариваются.

Рельс в виде сварной плети на длину температурного отсека укладывается на упругой прокладке из прорезиненной ткани типа транспортерных лент толщиной 8-10 мм с двусторонней резиновой обкладкой и закрепляется парными лапками на зашплинтованных болтах. Стык рельсов над деформационным швом обжимается стальными накладками фигурного профиля.

Для предотвращения возможного тарана краном торцевой стены на торцевых балках устанавливаются стальные концевые упоры, страхующие здание в случае отказа автоматических тормозных устройств, они двутаврового сечения с буфером из бруса.

55. Железобетонный каркас одноэтажных промышленных зданий, его элементы

Рамные железобетонные каркасы являются основной несущей конструкцией одноэтажных производственных зданий и состоят из фундаментов, колонн, несущих конструкций покрытий (балок, ферм) и связей. Железобетонный каркас может быть монолитными и сборным. Преимущественное распространение имеет сборный железобетонный каркас из унифицированных элементов заводского изготовления. Такой каркас наиболее полно удовлетворяет требованиям индустриализации.

Для создания пространственной жесткости плоские поперечные рамы каркаса в продольном направлении связывают фундаментными, обвязочными и подкрановыми балками и панелями покрытия. В плоскостях стен каркасы можно усилить стойками фахверка, иногда называемого стеновым каркасом.

Фундаменты железобетонных колонн. Выбор рационального типа, формы и надлежащих размеров фундаментов существенно влияет на стоимость здания в целом. В соответствии с указаниями технических правил (ТП 101-81) бетонные и железобетонные отдельно стоящие фундаменты производственных зданий на естественном основании следует выполнять монолитными и сборно-монолитными. В фундаментах предусматривают уширенные отверстия - стаканы, имеющие форму усеченной пирамиды, для установки в них колонн. Дно стакана фундамента располагают на 50 мм ниже проектной отметки низа колонн, с тем чтобы подливкой раствора под колонну компенсировать возможные неточности размеров высоты колонн, допускаемые при их изготовлении, и выровнять верх всех колонн.

Размеры фундаментов определяют по расчету в зависимости от нагрузок и грунтовых условий.

Фундаментные балки предназначены для опирания наружных и внутренних стеновых конструкций на отдельно стоящие фундаменты каркаса. Для опирания фундаментных балок применяют бетонные столбики, устанавливаемые на цементном растворе на горизонтальные уступы башмаков или на фундаментные плиты. Установка стен на фундаментные балки кроме экономических создает также и эксплуатационные преимущества - упрощается устройство под ними всевозможных подземных коммуникаций (каналов, туннелей и т. п.).

Для защиты фундаментных балок от деформаций, вызванных увеличением объема при замерзании пучинистых грунтов, и для исключения возможности промерзания пола вдоль стен их засыпают с боков и снизу шлаком. Между фундаментной балкой и стеной по поверхности балки укладывают гидроизоляцию, состоящую из двух слоев рулонного материала на мастике. Вдоль фундаментных балок на поверхности грунта устраивают тротуар или отмостку. Для стока воды тротуарам или отмосткам придают уклон 0,03 - 0,05 от стены здания.

Колонны. В одноэтажных промышленных зданиях применяют обычно унифицированные сплошные железобетонные одноветвевые колонны прямоугольного сечения и сквозные двухветвевые. Прямоугольные унифицированные колонны могут иметь размеры сечения: 400х400, 400х600, 400х800, 500х500, 500х800 мм, двухветвевые - 500х1000, 500х1400, 600x1900 мм и др.

Высоту колонн подбирают в зависимости от высоты помещения Н и глубины их заделки а в стакан фундамента. Заделка колонн ниже нулевой отметки в зданиях без мостовых кранов равна 0,9 м; в зданиях с мостовыми кранами 1,0 м - для одноветвевых колонн прямоугольного сечения, 1,05 и 1,35 м - для двухветвевых колонн.

Для укладки подкрановых балок на колоннах устраивают подкрановые консоли. Верхнюю надкрановую часть колонны, поддерживающую несущие элементы покрытия (балки или фермы), называют надколонником. Для крепления несущих элементов покрытия к колонне в верхнем ее торце закрепляют стальной закладной лист. В местах крепления к колонне подкрановых балок и стеновых панелей располагают стальные закладные детали. Колонны с элементами каркаса сопрягают сваркой стальных закладных деталей с последующим их обетонированием, причем в колоннах, расположенных по наружным продольным рядам, предусматривают также стальные детали для крепления к ним элементов наружных стен.

Связи между колоннами. Вертикальные связи, расположенные по линии колонн здания, создают жесткость и геометрическую неизменяемость колонн каркаса в продольном направлении. Их устраивают для каждого продольного ряда в середине температурного блока. Температурным блоком называют участок по длине здания между температурными швами или между температурным швом и ближайшей к нему наружной стеной здания. В зданиях малой высоты (при высоте колонн до 7...8 м) связи между колоннами можно не устраивать, в зданиях большей высоты предусматривают крестовые или портальные связи. Крестовые связи применяют при шаге 6 м, портальные (рис. 16.8, б) - 12 м, их выполняют из прокатных уголков и соединяют с колоннами путем сварки косынок крестов с закладными деталями.

Плоские несущие конструкции покрытий. К ним относят балки, фермы, арки и подстропильные конструкции. Несущие конструкции покрытия изготовляют из сборного железобетона, стали, дерева. Тип несущих конструкций покрытия назначают в зависимости от конкретных условий - величины перекрываемых пролетов, действующих нагрузок, вида производства, наличия строительной базы и др.

Железобетонные балки покрытий. В качестве несущих конструкций в ряде случаев используют железобетонные предварительно напряженные балки пролетом до 12 м для односкатных и малоуклонных покрытий, двускатные решетчатые пролетом 12 и 18 м - при наличии подвесных монорельсов и кран-балок. Односкатные балки предназначены для зданий с наружным водоотводом, двускатные можно применять в зданиях как с наружным, так и внутренним водоотводом. Уширенную опорную часть балки прикрепляют к колонне шарнирно посредством анкерных болтов, выпущенных из колонн и проходящих через опорный лист, приваренный к балке.

Железобетонные фермы и арки покрытий. Очертание фермы покрытия зависит от вида кровли, расположения и формы фонаря и общей компоновки покрытия. Для зданий пролетом 18 м и более применяют железобетонные предварительно напряженные фермы из бетона марки 400, 500 и 600. Фермы предпочтительнее балок при наличии различных санитарно-технических и технологических сетей, удобно располагаемых в межферменном пространстве, и при значительных нагрузках от подвесного транспорта и покрытия.

В зависимости от очертания верхнего пояса различают фермы сегментные, арочные, с параллельными поясами и треугольные.

Для пролетов 18 и 24 м применяют раскосные фермы сегментного очертания, а также типовые безраскосные фермы при скатной и малоуклонной кровлях. Последние обладают определенными преимуществами (удобный пропуск коммуникаций, особенности технологии изготовления).

Фермы с параллельными поясами использованы главным образом на многих действующих предприятиях при пролетах зданий 18 и 24 м и шаге 6 и 12 м. В некоторых случаях для покрытия большепролетных производственных зданий применяют сборные железобетонные арочные конструкции. По конструктивной схеме арки разделяют на двухшарнирные (с шарнирными опорами), трехшарнирные (имеющие шарниры в ключе и на опорах) и бесшарнирные.

56. Типы колонн

В каркасах одноэтажных производственных зданий применяются стальные колонны трех типов: постоянного по высоте сечения, переменного по высоте сечения - ступенчатые и в виде двух стоек, нежестко связанных между собой, - раздельные.

В колоннах постоянного по высоте сечения нагрузка от мостовых кранов передается на стержень колонны через консоли, на которые опираются подкрановые балки. Стержень колонны может быть сплошного или сквозного сечения. Большое достоинство колонн постоянного сечения (особенно сплошных) - их конструктивная простота, обеспечивающая небольшую трудоемкость изготовления. Эти колонны применяют при сравнительно небольшой грузоподъемности кранов (Q до 15-20 т) и незначительной высоте цеха (Н до 8-10 м).

При кранах большой грузоподъемности выгоднее переходить на ступенчатые колонны, которые для одноэтажных производственных зданий являются основным типом колонн. Подкрановая балка в этом случае опирается на уступ нижнего участка колонны и располагается по оси подкрановой ветви.

В зданиях с кранами, расположенными в два яруса, колонны могут иметь три участка с разными сечениями по высоте (двухступенчатые колонны), дополнительные консоли и т. д.

При кранах особого режима работы либо делают проем в верхней части колонны (при ее ширине не менее 1 м), либо устраивают проход между краном и внутренней гранью верхней части колонны.

Генеральные размеры колонн устанавливаются при компоновке поперечной рамы.

В раздельных колоннах подкрановая стойкa и шатровая ветвь связаны гибкими в вертикальной плоскости горизонтальными планками. Благодаря этому подкрановая стойка воспринимает только вертикальное усилие от кранов, а шатровая работает в системе пoпepeчной рамы и воспринимает все прочие нагрузки, в том числе горизонтальную поперечную силу от кранов.

Колонны раздельного типа рациональны при низком расположении кранов большой грузоподъемности и при реконструкции цехов (например, при расширении).

57. Подкрановые и обвязочные балки

Для устройства каркасов одно- и многоэтажных промышленных зданий применяют железобетонные и стальные колонны.

Железобетонные колонны одноэтажных промышленных зданий могут быть с консолями и без них (если отсутствуют мостовые краны). По расположению в плане их подразделяют на колонны средних и крайних рядов.

В зависимости от поперечного сечения колонны бывают прямоугольные, таврового профиля и двухветвевые. Размеры поперечного сечения зависят от действующих нагрузок. Применяют следующие унифицированные размеры сечений колонн: 400 Ч 400, 400 Ч 600, 400 Ч 800, 500 Ч 500, 500 Ч 600, 500 Ч 800 мм -- для прямоугольных; 400 Ч 600 и 400 Ч 800 мм -- для тавровых и 400 Ч 1000, 500 Ч 1000, 500 Ч 1300, 500 Ч 1400, 500 Ч 1500, 600 Ч 1400, 600 Ч 1900 и 600 Ч 2400 мм -- для двухветвевых. Колонны могут быть из нескольких частей, которые собирают на строительной площадке.

Колонны с консолями состоят из надкрановой и подкрановой ветвей. Сечение надкрановых ветвей чаще всего квадратное или прямоугольное: 400 Ч 400 или 500 Ч 500 мм. Для изготовления колонн применяют бетон классов В15…В40 и арматуру различных классов.

Длину колонн принимают с учетом высоты цеха и глубины их заделки в фундамент, которая может быть: для колонн прямоугольного сечения без мостовых кранов - 750 мм, для колонн прямоугольного и двутаврового сечения с мостовыми кранами -- 850 мм; для двухветвевых колонн -- 900…1200 мм.

Кроме основных колонн для устройства фахверков используют фахверковые колонны. Их устанавливают вдоль здания при шаге крайних колонн 12 м и размере панелей стен 6 м, а также в торцах зданий.

Для устройства каркасов многоэтажных зданий используют железобетонные колонны высотой на один, два и три этажа. Сечение колонн 400 Ч 400 и 400 Ч 600 мм. Изготовляют колонны из бетона классов В15…В40 и армируют стальными каркасами. Сопряжение ригелей с колоннами может быть консольным и бесконсольным. Стыки колонн устраивают на 600… 1000 мм выше перекрытия.

Стальные колонны одноэтажных зданий могут иметь постоянное по высоте сечение и переменное. В свою очередь, колонны с переменным сечением могут быть с подкрановой частью сплошного и сквозного сечения. Сквозные колонны подразделяют на колонны с ветвями, соединенными связями, и колонны раздельные, которые состоят из независимо работающих шатровой и подкрановой ветвей. Колонны постоянного сечения используют при применении кранов грузоподъемностью до 20 т и высоте здания до 9,6 м.

В случаях, когда колонны в основном работают на центральное сжатие, применяют колонны сплошного сечения. Для изготовления сплошных колонн применяют широкополочный прокатный или сварной двутавр, а для сквозных колонн могут быть использованы также двутавры, швеллеры и уголки.

Раздельные колонны устраивают в зданиях с тяжелыми мостовыми кранами (125 т и более). В нижней части колонн для сопряжения с фундаментами предусматривают стальные базы (башмаки). Базы к фундаментам крепят анкерными болтами, закладываемыми в фундамент при их изготовлении. Нижнюю опорную часть колонны вместе с базой покрывают слоем бетона.

Жесткость и устойчивость зданий достигаются установкой системы вертикальных и горизонтальных связей. Так, для снижения и перераспределения возникающих усилий в элементах каркаса от температурных и других воздействий здание разбивают на температурные блоки и в середине каждого блока устраивают вертикальные связи между колоннами: при шаге колонн 6м -- крестовые; при шаге колонн 12 м -- портальные. Связи выполняют из уголков или швеллеров и приваривают к закладным частям колонн.

Для обеспечения работы мостовых кранов на консоли колонн монтируют подкрановые балки, на которые укладывают рельсы. Подкрановые балки также обеспечивают дополнительную пространственную жесткость здания. Подкрановые балки могут быть железобетонные и стальные.

Железобетонные подкрановые балки применяют при шаге колонн 6 и 12 м, но сравнительно редко, так как они имеют значительную массу, расход бетона и арматуры. Балки могут иметь тавровое (для длины 6 м) и двутавровое сечение с утолщением стенок только на опорах.

К колоннам железобетонные подкрановые балки крепят сваркой закладных деталей и анкерными болтами. После тщательной установки и выверки гайки на анкерных болтах заваривают. Рельсы к балкам присоединяют прижимными лапками, которые располагают через 750 мм. В концах подкрановых путей устанавливают стальные упоры -- ограничители, которые снабжаются амортизаторами-буферами из деревянного бруса.

Более эффективными по сравнению с железобетонными являются стальные подкрановые балки, которые подразделяют на разрезные и неразрезные. Они более просты в изготовлении и при монтаже. По типу сечения подкрановые балки могут быть сквозными (решетчатыми) и сплошными.

Балки сплошного сечения изготовляют в виде двутавра (прокатного профиля или составленного из трех листов стали с ребрами жесткости). Элементы сечения балок соединяют сваркой. Иногда изготовляют клепаные балки.

Сквозные подкрановые балки в виде шпренгельных систем применяют в зданиях с шагом колонн 12 м и более при кранах среднего и легкого режимов работы грузоподъемностью до 75 т.

Высоту балок определяют по расчету, и она может быть от 650 до 2050 мм с градацией размеров через 200 мм.

Крепление рельсов к балкам может быть неподвижным и подвижным. Неподвижное крепление осуществляется путем приварки рельса к верхней полке балки при кранах грузоподъемностью до 30 т. Подвижное крепление, осуществляемое чаще всего, производят с помощью скоб и прижимных лапок.

Если в качестве материалов для стен применяют кирпич или мелкие блоки, то для их опирания, а также в местах перепада высот смежных пролетов используют обвязочные железобетонные балки. Их обычно устраивают над оконными проемами или лентами остекления.

Обвязочные балки длиной 5950 мм имеют высоту сечения 585 мм и ширину 200, 250 и 380 мм. Их устанавливают на опорные стальные столики и крепят к колоннам с помощью стальных планок, привариваемых к закладным элементам.

58. Стропильные и подстропильные балки и фермы

Стропильные балки применяют при устройстве односкатных, многоскатных и плоских покрытий зданий в пролетах от 6 до 18 м. Балки односкатных и плоских покрытий имеют прямолинейный верхний пояс, а балки двух- и многоскатных покрытий-- ломаный пояс с уклоном скатов 1:12.

Для перекрытия пролетов 6 и 9 м используют балки таврового сечения с высотой на опорах 590 и 890 мм, а пролетов 12 и 18 м -- двутаврового и прямоугольного сечений с высотой на опоре 890, 1190 и 1490 мм.

Балки прямоугольного сечения с отверстиями просты в изготовлении и облегчают прокладку верхних коммуникаций. Однако на них расходуется больше бетона по сравнению с балками таврового и двутаврового сечений.

Для изготовления балок применяют бетон марок 200--500 и предварительно напряженную арматуру. На верхних поясах балок предусматривают закладные элементы для крепления прогонов или панелей покрытия, на нижних поясах и стенках -- закладные элементы для крепления путей подвесного транспорта, а в опорных частях -- стальные листы для крепления балок к колоннам.

Стропильные балки крепят к колоннам с помощью анкеров, выпущенных из колонн. При высоте балок на опоре не более 900 мм используют безанкерный способ крепления, что позволяет снизить расход стали на узле и трудовые затраты.

Подстропильные балки предусматривают в покрытиях с балочными стропильными конструкциями, если их шаг принят 6 м, а шаг колонн 12 м. Подстропильные балки имеют трапециевидное очертание и тавровое сечение с полкой внизу. Длина балок 12 м, высота в пролете 1500 мм, на опоре 600 мм, ширина полки --700 мм.

В местах опирания стропильных балок стенки подстропильных балок утолщены до ширины полки. Крепят подстропильные балки к колоннам и стропильные к подстропильным сваркой закладных элементов.

59. Вертикальные и горизонтальные связи

Вертикальные связи по стальным колоннам, обеспечивающие продольную устойчивость каркаса, предусматриваются в каждом продольном ряду колонн. Связи подразделяют на основные (подкрановые) и верхние (надкрановые). Основные связи предусматривают в середине здания или температурного отсека, а верхние -- по краям температурных отсеков и в тех панелях, где вертикальные и поперечные горизонтальные связевые конструкции расположены в фермах покрытия.

В зависимости от шага колонн, высоты здания и ширины поперечных проездов применяют основные связи -- крестовые и портальные. Верхние связи выполняют в виде подкосов и фермочек. Изготовляют связи из уголков и крепят к колоннам черными болтами, а в зданиях с кранами большой грузоподъемности тяжелого режима работы -- монтажной сваркой и чистыми болтами. В сборных железобетонных каркасах многоэтажных зданий в поперечном направлении прочность и устойчивость обеспечивают рамы, образуемые из колонн и ригелей, жестко соединенных между собой. В продольном направлении прочности и устойчивости каркаса достигают установкой связей или однопро-летных продольных рам.

В первом случае вертикальные связи портального типа ставят в каждом ряду колонн -- в середине каждого блока (в одном шаге колони). Во втором случае однопролетные продольные рамы, образуемые шумя соседними колоннами и продольным ригелем, размещают по каждому внутреннему ряду колонн в каждом температурном блоке здания.

Помимо вертикальных связей устраивают также и горизонтальные по верхнему (сжатому) поясу ферм или балок, а также связи по | пето-аэрационным фонарям.

Как и вертикальные, горизонтальные связи работают вместе с основными элементами каркаса и обеспечивают жесткость и геометрическую неизменяемость здания в целом.

60. Привязка колонн к разбивочным осям

Привязка колонн к разбивочным осям здания принимается осевая чтобы средних колонн и нулевая для крайних колонн продольных рядов. Привязка торцовых стен к разбивочной сетке при балочно-стоечной конструкции здания принимается сообразно внутренней грани стен с уменьшением крайнего шага колонн на 500 мм.

Для строительства многоэтажных промышленных зданий применяют в первую очередь типовые конструктивные элементы, включенные в номенклатуру и каталоги типовых конструкций многоэтажных зданий, утвержденных для изготовления для заводах строительной индустрии и применения в строительстве в соответствии с типовыми габаритными схемами производственных зданий.

В этих схемах даются наиболее употребительные сочетания этажности, величины пролетов и высот этажей. При разной высоте этажей на схемах высоты верхних этажей показаны в скобках, возьмем 7,2 (6) м. При наличии мостовых кранов в верхних этажах с увеличенным пролетом их высота принимается повышенной против остальных этажей, который также указано в скобках, например 6 (10,8) м.



61. Деформационные швы в железобетонных каркасах

Протяженность промышленных зданий почти всегда больше, чем гражданских, и устройство деформационных швов в них приобретает особое значение. В основном, эти швы бывают темпера­турными. Осадочные швы в промышленных зданиях встречаются реже.

В каркасных зданиях деформационные швы расчленяют на отдельные участки (блоки) каркас здания и все опирающиеся на него конструкции. Различают швы поперечные и продольные.

Поперечные температурные швы решают на спаренных колоннах, как правило, без вставки, т. е. без удвоения поперечных разбивочных осей. На колонны опираются спаренные фермы или балки. Если шов является одновременно осадочным, то он устраивается и в фундаментах спаренных колонн.

Ось поперечного деформационного шва совмещают с поперечной разбивочной осью ряда с уменьшением на 500 мм шага примыкающих к шву колонн. Если не уменьшить шага примыкающих к шву колонн, то в сетке осей образуется вставка, которую приходится перекрывать доборными элементами.

Продольные температурные швы в зданиях с железобетонным каркасом решают на двух про­дольных рядах колонн со вставкой размером 500, 1 000 и 1 500 мм, а в зданиях со стальным каркасом - на одном ряде колонн.

Шов ограждается двумя кирпичными стенками толщиной 1/2 кирпича, которые перекрыты оцинкованной кровельной сталью с компенсатором для восприятия возможных перемещений. Аналогично этому решаются в ограждающей части покрытия и продольные швы, причем лотки и воронки внутренних водостоков располагают в ендовах с обеих сторон шва.

В настоящее время деформационные швы выполняются в виде упругой арочки из полужестких минераловатных плит, обжатых цилиндрическими фартуками из оцинкованной кровельной стали. В месте устройства шва ковер усиливается подстилаемыми под ним слоями стеклоткани.

62. Многоэтажный сборный железобетонный каркас балочного типа, его элементы

В современном строительстве широко применяют конструктивную каркасную схему с полным каркасом и самонесущими или навесными стенами и с неполным каркасом и несущими стенами. По роду материалов каркасы зданий выполняют преимущественно из железобетона, но в малоэтажных каменных зданиях иногда применяют внутренний каркас с кирпичными столбами. Стальной каркас применяют в гражданских и промышленных зданиях при значительной высоте или больших пролетах. Кирпичные столбы внутреннего каркаса устраиваются из полнотелого кирпича на растворах высоких марок. Для увеличения несущей способности столбов применяют поперечное или продольное армирование, в первом случае сетки из проволоки укладывают через 2-4 ряда в швы кладки, во втором - вертикально установленные стержни арматуры снаружи столба связывают хомутами и покрывают защитным слоем раствора.

Железобетонные каркасы разделяются на сборные и монолитные, причем первые являются более индустриальными. Монолитный каркас применяют редко, в уникальных зданиях или по особым технологическим требованиям. Колонны и прогоны в монолитном каркасе, армированные стержнями продольной арматуры и поперечными хомутами, составляют единое целое. Бетонирование каркаса осуществляется в опалубке.

Сборные железобетонные каркасы являются основным типом каркасов многоэтажных зданий. Этот каркас в гражданских зданиях состоит из одно- или двухэтажных стоек (колонн) и ригелей таврового или прямоугольного сечения. По высоте стойки соединяются сваркой стальных оголовков колонн между собой или сваркой концов арматурных стержней, выпущенных из тела стоек с последующим замоноличиванием стыка.

Стыки стоек при этом располагают в каждом этаже или через этаж на расстоянии 0,6-1 м от уровня пола. Ригели присоединяют к стойкам сбоку с помощью сварки закладных стальных деталей, предусмотренных в этих конструктивных элементах, и с последующей заделкой бетоном.

В многоэтажных промышленных зданиях применяют балочную и безбалочную схемы каркасов. Элементами каркаса являются колонны с фундаментами под ними и ригели перекрытий, вместе образующие железобетонные рамы. Сборный железобетонный каркас с балочным перекрытием проектируют как рамную, рамно-связевую или шарнирно-связевую системы. При рамной системе вертикальные и горизонтальные нагрузки, приходящиеся на здание, воспринимают железобетонные рамы с жесткими узлами. В рамно-связевой системе рамы с жесткими узлами воспринимают только вертикальные усилия, а горизонтальные усилия воспринимают перекрытия, передавая их на поперечные и торцовые стены и лестничные клетки. Если узлы рам имеют не жесткое, а шарнирное крепление, такая система называется шарнирно-связевой, передача нагрузок при этом происходит также, как и в рамносвязевой. Сборные железобетонные каркасы с балочным перекрытием широко применяют при возведении многоэтажных промышленных зданий. Балочное перекрытие состоит из ригелей (прогонов), опирающихся на консоли колонн, и ребристых плит, уложенных по прогонам. Сборные элементы каркаса соединяются сваркой закладных деталей с последующим замоноличиванием.



63. Привязка колонн к разбивочным осям (многоэтажные здания из сборного железобетона)

Размеры поперечных сечений колонн должны определяться:

- исходя из условий обеспечения прочность, устойчивости и жесткости колонны всего здания;

-в увязке с размещением подвижного и стационарного технологического оборудования, габаритов приближения и пролетов мостовых кранов, наличием проходов вдоль крановых путей

- с учетом доступности для сварки как ручной, так и автоматической.

Для определения ориентировочных размеров высоту сечения колонн рекомендуется принимать:

- для колонн постоянного сечения 1/15-1/20 высоты колонны

- для верхней части ступенчатой колонны 1/6-1/10 высоты надкранового участка

- для нижней части ступенчатых колонн 1/15-1/22 полной высоты колонны.

Расстояние от разбивочной оси до наружной грани крайней колонны принимается 250мм. При больших высотах колонн и значительных нагрузках - 500мм.

Расстояние от разбивочной оси здания до оси подкранового пути принимается:

- для кранов грузоподъемностью до 50т при отсутствии проходов - 750мм, при наличие проходов вдоль крановых путей - 1000мм

-для кранов грузоподъемностью 80-125т - 1000мм

- для кранов грузоподъемностью более 125т - 1250мм.



64. Стальной каркас одноэтажных промышленных зданий, его элементы

Применение стальных конструкций для каркасов одноэтажных промышленных зданий особенно целесообразно в отдаленных районах нашей страны (Дальний Восток, Крайний Север, Сибирь и др.), труднодоступных и сейсмических районах.

Выполнение промышленного здания из прогрессивных металлических конструкций несущих и ограждающих элементов, использование новых эффективных утеплителей по сравнению с аналогичными традиционными конструкциями из железобетона и обычных теплоизоляционных материалов позволяет значительно снизить массу (вес) здания в целом.

Стальной каркас одноэтажного промышленного здания имеет конструктивную схему, аналогичную железобетонному каркасу.

Стальные колонны каркаса в зависимости от их поперечного сечения разделяют на сплошные постоянного и переменного сечения, решетчатые (сквозные) переменного сечения, раздельные переменного сечения. Колонны устраивают для бескрановых зданий и для зданий, оборудованных кранами; колонны принимают совместно нагрузки от покрытия и от кранов. Кроме того, при большой грузоподъемности кранов колонны раздельно воспринимают нагрузки от покрытия и от кранов. Соединения элементов колонн выполняют сварными, а при особо тяжелых крановых нагрузках -- клепаными.

Сплошные колонны чаще всего выполняют из одного прокатного профиля или нескольких вертикальных листов, которые сваривают между собой по всей высоте колонны. Сквозные колонны состоят из нескольких отдельных ветвей, которые соединяют между собой решетками.

Нагрузку от колонн на фундаменты передают через башмаки, которые крепят к фундаментам анкерными болтами. Размеры башмаков определяют расчетом; они зависят от величин нагрузок, передаваемых колоннами. Башмаки располагают на 500-- 600 мм ниже уровня пола. Во избежание коррозии башмак обетонивают. Фундаментные балки при стальных каркасах выполняют железобетонными. Обвязочные балки в стальном каркасе устраивают из одного профиля (швеллера или двутавра) или составного сечения.

65. Стальной каркас одноэтажных промышленных зданий, его элементы

Стальные каркасы применяют в цехах при крупных пролетах и знач

ительных крановых нагрузках при строительстве предприятии металлургии, машиностроения и др.

По своей конструктивной схеме стальной каркас в целом подобен железобетонному и представляет собой основную несущую конструкцию промышленного здания, поддерживающую покрытие, стены и подкрановые балки, а в некоторых случаях - технологическое оборудование и рабочие площадки.

Основными элементами несущего стального каркаса, воспринимающими почти все действующие на здание нагрузки, являются плоские поперечные рамы, образованные колоннами и стропильными фермами (ригелями) (рис. 16.14, I, а). На поперечные рамы, расставленные согласно принятому шагу колонн, опирают продольные элементы каркаса - подкрановые балки, ригели стенового каркаса (фахверка), прогоны покрытия и в некоторых случаях фонари. Пространственная жесткость каркаса достигается устройством связей в продольном и поперечном направлениях, а также (при необходимости) жестким закреплением ригеля рамы в колоннах.

Стальной каркас одноэтажного промышленного здания включает комплекс конструктивных элементов (колонны, стропильные и подстропильные фермы, подкрановые балки, прогоны, элементы фахверка и связи), сочлененных между собой в пространственную геометрически неизменяемую систему ( 114). Основу этой системы составляют поперечные рамы, состоящие из колонн, жесткозащемленных в фундаментах, и стропильных ферм шарнирно- или жесткосвязанных с колоннами, воспринимающие вертикальные н горизонтальные нагрузки, действующие на каркас. Жесткость и устойчивость рамного каркаса обеспечиваются работой вертикальных и горизонтальных связей, устанавливаемых по шатру здания и между колоннами, а также жестким диском покрытия в случае применения крупноразмерных плит.

...