Виды и конструкции большепролетных плоскостных покрытий пз. Висячие покрытия и складчатые покрытия.

Основное достоинство висячего по­крытия — его несущая конструкция — ванты— работает только на растяжение, благодаря чему сечение вантов подбирают исключи­тельно из условий прочности.

Выделяют две группы висячих по­крытий: с замкнутым и разомкнутым контуром. При замкнутом контуре рас­пор передают на опорный контур, в ко­тором возникают только сжимающие усилия. Покрытия с разомкнутым конту­ром устраивают над зданиями, имею­щими прямоугольный план. В этом случае распор воспринимают либо от­тяжками с анкерными устройствами, заглубленными в землю, либо опорны­ми контрфорсами, выполняемыми в ви­де железобетонных рам.

По конструктивной схеме покрытия могут быть висячими или подвесными, плоскими или пространственными, однопролетными или многопролетными. В промышленном строительст­ве наибольшее распространение полу­чили висячие вантовые конструкции шатрового или вогнутого типа.

Верхний участок колонны опирают на нижний шарнирно, благодаря чему возможны перемещения при односто­ронней снеговой нагрузке. По вантам укладывают сборные железобетонные плиты, являющиеся несущей конструк­цией ограждающей части покрытия. С целью уменьшения деформативности покрытия, покрытие пред­варительно напрягают путем нагружения. Возможен вариант устройства по­крытия и без центральной колонны. В этом случае центральное стальное кольцо располагают на 2 м ниже опор­ного, и сток воды с кровли осущест­вляют непосредственно внутрь шлам-бассейна.

Последнее время для зданий про­мышленного типа применяют висячие конструкции пролетом до 200 м.

Применение покрытий висячего ти­па в зданиях с прямоугольным планом менее эффективно, чем с круглым.

 

СТАЛЬНЫЕ КАРКАСЫ ОДНОЭТАЖНЫХ ЗДАНИЙ. 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.

Сплошные колонны по сравнению со сквозными менее трудоемки в из­готовлении, но требуют большого рас­хода стали. Их применяют в бескра­новых зданиях, а также в цехах с мос­товыми кранами грузоподъемностью до 20 т. В остальных случаях приме­няют колонны переменного сечения, при этом надколонник может быть сплошным или сквозным. Нижнюю под­крановую часть колонн при ширине ее до 800 мм делают сплошной, в ос­тальных случаях сквозной. Обвязочные балки в стальном кар­касе устраивают из одного профиля или состав­ного сечения. Стальные подкрановые балки мо­гут быть разрезными и неразрезными, сплошными и решетчатыми. Неразрез­ные подкрановые балки имеют лучшие условия эксп­луатации подкрановых путей. Стальные фермы могут быть раз­личной формы и очертания, выбор ти­па ферм зависит он назначения и объемно-планировочного решения про­мышленного здания. Ригели и стойки рам проектируют сплошными или сквоз­ными. Возможно ком­бинированное решение. Стальные арки применяют в про­мышленных зданиях в основном для устройства покрытий со значительны­ми размерами пролетов. Статическая схема стальных арок может быть бесшар­нирной, двух- и трехшарнирной. Ароч­ные покрытия по конструктивному решению бывают плоскостные и блоч­ные. Ар­ки, как и рамы, могут иметь сплошное или сквозное сечение. Связи. Пространственную жест­кость и устойчивость ферм, рам, арок и других плоскостных конструкций каркаса зданий обеспечивают системой связей, устанавливаемых между этими конструкциями.

В покрытиях устраивают горизон­тальные (продольные и поперечные) и вертикальные связи

 

СТАЛЬНЫЕ КАРКАСЫ МНОГОЭТАЖНЫХ ЗДАНИЙ

Железобетонный каркас много­этажных зданий с балочными пере­крытиями предназначен для зданий высотой до пяти этажей с сеткой ко­лонн 6x6 и 9x6 м. Основные элементы каркаса: колонны с фунда­ментами, ригели (прогоны), плиты перекрытий и связи. Ригели каркаса изготовляют прямо­угольной формы и с полками, их располагают, как правило, поперек и в отдельных случаях вдоль здания. Совместно с колоннами ригели обра­зуют рамы. Каркас состоит обычно из попе­речных рам, на ригели которых укла­дывают плиты перекрытий. Железобетонный каркас с безба­лочными перекрытиями состоит из вер­тикальных элементов колонн с капи­телями и плит, опертых на эти капители, образующих междуэтажные перекрытия. Различают каркасы с безбалоч­ными перекрытиями с надколонными плитами и над­колонными плитами. На ко­лонны каркаса крепят капители, имеющие форму усеченной, квадрат­ной в плане пирамиды с отверстием в середине. Надколон­ные плиты, ребристые или пустотелые, жестко скрепляют с капителью путем сварки закладных стальных деталей. Пролетные плиты изготовляют чаще всего одно­слойными толщиной 160—220 мм с ребрами по периметру. Каркасы многоэтажных зданий с укрупненной сеткой колонн. В практи­ке проектирования и строительства преимущественно применяют железо­бетонные каркасы многоэтажных зда­ний с перекрытиями балочного типа с сеткой колонн 6x6 и 9x6 м. Разработаны каркасы с пролетом 12 м и с шагом 6—12 м. Каркасы многоэтажных промыш­ленных зданий с межферменными этажами. В промышленном строи­тельстве широко применяют пролеты 12, 18 и 24 м, которые в ряде случаев рационально перекрывать безраскос­ными или другого вида фермами; высота этих ферм достигает 3 м и более. В зданиях с межферменными эта­жами технического и вспомогатель­ного назначения с сетками колонн 12 X 6 и 18 X 6 м предусмотрено применение железобетонных без­раскосных ферм при пролете 12 м и железобетонных или стальных без­раскосных ферм пролетом 18м с высотой 3,6 м. По верхним поясам укладывают ребристые, а по ниж­ним — многопустотные или специаль­ные «санитарно-технические» плиты со встроенными светильниками и возду­хораспределительными вентиляцион­ными каналами.

 

 

СТЕНЫ ПЗ. ВОЗДЕЙСТВИЯ,ВИДЫ КОНСТРУКЦИИ. Наружные стеновые ограждения промышленных зданий должны обла­дать необходимой прочностью, стой­костью против атмосферных воздей­ствий и коррозии,т. е. сопротивлением разрушающему действию агрессивной среды; иметь требующиеся тепло-, водо-, воздухо- и звукоизоляционные качества; быть достаточно долговеч­ными и огнестойкими, обеспечивать индустриальность и экономическую эффективность строительства.

Толщина каменных наружных стен отапливаемых зданий в большинстве случаев зависит от теплотехнических требований и составляет 250—510 мм.

Самонесущие кирпичные наруж­ные стены выносят за внешнюю (наружную) грань колонн каркаса и устанавливают на железобетонные фундаментные балки. Надпроемные перемычки опирают непосредственно на кладку стен, вследствие чего необходимость уст­ройства горизонтальных обвязочных балок отпадает. Устойчивость само­несущих стен обеспечивают колоннами каркаса.

Связь стен с колоннами осущест­вляют с помощью анкеров или кляммер.

В каркасных зданиях навесные стены из кирпича и искусственных камней располагают перед колоннами каркаса и опирают поярусно на фундаментные и обвязочные балки, которые вынесены за наружные грани колонн. Такое расположе­ние наружных стен обеспечивает за­щиту элементов каркаса от атмосфер­ных воздействий и влияния колебаний наружных температур.

Для устройства навесных стен многоэтажных зда­ний создают фахверк, представля­ющий собой вспомогательный пристен­ный каркас из стальных стоек и ригелей, который крепят непосредст­венно к каркасу здания или к перекры­тиям каркасного здания

Крупные блоки для стен промыш­ленных зданий изготовляют из легких или ячеистых бетонов. Для устройства стен применяют блоки рядовые, угловые, перемычечные, пара­петные, карнизные.

Проемы для ворот в крупноблочных стенах окаймляют железобетонными рамами, стойки которых опирают на самостоятельные фундаменты и крепят к ним анкерными болтами. Стойки рамы соединяют со стенами при помощи стальных выпусков, закладываемых в горизонтальные швы между блоками. Высоту рамы для ворот от уровня пола принимают кратной 1,2 м.

Укладку легкобетонных блоков в стену производят с перевязкой швов. Для крепления стен к колоннам каркаса здания в горизонтальные швы, а также по верху обвязочных поясов из блоков-перемычек заклады­вают гибкие Т-образные анкеры с последующей их приваркой к заклад­ным элементам железобетонных ко­лонн. Связь между наружными про­дольными и торцовыми стенами дости­гают перевязкой кладки в углах здания и закладкой в горизонталь­ные швы кладки связей из круглой стали не реже, чем через два ряда блоков. В блоки, находящиеся на уровне несущей конструкции ограж­дающей части покрытия, закладывают анкеры для крепления их к плитам покрытия.

 

В практике отечественного про­мышленного строительства в основном используют стеновые панели, изготов­ляемые из армированных легких и ячеистых бетонов.

Крупные панели применяют для устройства стен отапливаемых и нео­тапливаемых зданий. Стены из круп­ных панелей имеют навесную и само­несущую конструктивную схему.

Самонесущие панельные стены применяют в производственных здани­ях с влажным и мокрым режимами По местоположению панели под­разделяют на рядовые, угловые, перемычечные, парапетные, карнизные и простеночные. Панели в стенах распо­лагают, как правило, горизонталь­но.

В целях унификации элементов стен и деталей креплений размеры панелей по высоте приняты: 0,9; 1,2; 1,5 и 1,8 м, т. е. кратные модулю 0,3 м, а по длине — равные шагу колонн б или 12 м.

Для неотапливаемых зданий при­меняют плоские железобетонные пане­ли из тяжелого бетона марки 300. Угловые панели для стен неотапливае­мых зданий изготовляют длиной 6,1 и 6,35 м. Длина простеночных панелей, применяемых при решении фасада с отдельными оконными проемами, 1,5 и 3 м. Однослойные стеновые панели ота­пливаемых зданий изготовляют из ав­токлавных ячеистых бетонов и легких бе­тонов: керамзитобетона; бетона на золь­ном гравии; аглопоритобетона и др. Толщи­на панелей по теплотехническим и конструктивным расчетам 160, 200, 240 и 300 мм.

Крупнопанельные стены отаплива­емых одноэтажных промышленных зданий из легких и ячеистых бетонов выполняют как самонесущими, так и навесными.

В самонесущих стенах надоконные панели опирают на простеночные панели. Максимальную высоту само­несущих стен определяют расчетом на смятие панелей в местах их опира­ния на фундаментную балку, а также на прочность сечений простенков.

Основной вариант крепления сте­новых панелей — при помощи гибких анкеров.

 

СВЕТОПРОЗРВЧНЫЕ ОГРАЖДЕНИЯ ПЗ.

В безоконных герметичных здани­ях, а иногда и в зданиях с обычным режимом можно устраивать светопрозрачные стены из стекложелезобетонных панелей, заполненных пусто­телыми вакуумированными стеклян­ными блоками (рис. 30.7). Стены из стекложелезобетонных панелей обла­дают хорошей светорассеивающей способностью, что обеспечивает равно­мерность освещения, снижает инсоля­цию помещений. Они имеют незна­чительную воздухопроницаемость и достаточную огнестойкость.

Для управления аэрацией произ­водственных помещений необходимо предусмотреть удобное открывание и закрывание створок переплетов

Заполнение оконных проемов пе­реплетами может быть двойное, оди­нарное и смешанное. При смешанном решении нижнюю часть проема для исключения возможности дутья у ра­бочих мест на высоту 2,4 м от пола заполняют двойными переплетами, а верхнюю — одинарными. Выбор типа заполнения оконных проемов произво­дят в зависимости от требуемого микроклимата помещения и харак­тера происходящего в нем техноло­гического процесса.

Заполнения оконных проемов про­мышленных зданий могут быть с дере­вянными, стальными и железобетон­ными переплетами, из стеклоблоков, стеклопакетов или светопрозрачных изделий и на основе полимеров.

Деревянные оконные блоки применяют только в зданиях с нормальным температурно-влажностным режимом помещений.

За последнее время получили при­менение деревянные оконные панели (рис. 30.3), которые изготовляют номинальной высотой 1,2 и 1,8 м и дли ной 6 м. Размеры их унифицированы со стеновыми панелями, благодаря чему они взаимозаменяемы.

В горячих цехах (литейных, про­катных и др.), в цехах с высокой влажностью воздуха и в зданиях по­вышенной капитальности устраивают стальные оконные переплеты.

Более совершенной и индустриаль­ной конструкцией по сравнению с обы­чными стальными переплетами явля­ются стальные оконные панели (рис. 30.6). Они достаточно просты, жестки и позволяют заполнить оконные про­емы высотой до 20 м. Оконные панели изготовляют из трубчатых или гнутых профилей. Их размеры соответствуют размерам стеновых панелей высотой 1200 и 1800 мм и длиной 6 м. Они могут быть глухими и с открывающи­мися створками, с одинарным или двойным остеклением.

Железобетонные оконные перепле­ты огнестойки, прочны, не подвержены загниванию, экономичны в эксплуа­тации но трудоемки в изготовлении.

В безоконных герметичных здани­ях, а иногда и в зданиях с обычным режимом можно устраивать светопрозрачные стены из стекложелезобетонных панелей, заполненных пусто­телыми вакуумированными стеклян­ными блоками (рис. 30.7). Стены из стекложелезобетонных панелей обла­дают хорошей светорассеивающей способностью, что обеспечивает равно­мерность освещения, снижает инсоля­цию помещений. Они имеют незна­чительную воздухопроницаемость и достаточную огнестойкость.

Для управления аэрацией произ­водственных помещений необходимо предусмотреть удобное открывание и закрывание створок переплетовЕсли оконные проемы расположены на небольшой высоте от пола, пере­плеты открывают и закрывают вру­чную, а при большой высоте приме­няют простейшие ручные механизмы или моторные приводы с дистанци­онным управлением

 

 

ОГРАЖДАЮЩИЕ КОНСТРУКЦИИ ПОКРЫТИИ ПЗ. КРОВЛИ И ВОДООТВОДЫ С ПОКРЫТИЙ. ФОНАРИ ПЗ. ВИДЫ И КОНСТРУКЦИИ.

Ограждающие конструкции покры­тий должны обладать до­статочной прочностью, малой деформативностью, иметь хорошие изоля­ционные качества, быть пожаро­безопасными, долговечными и коррозиестойкими, должны быть индустриальными и экономичными в строительстве и в эксплуатацион­ных условиях.

Покрытия над производственными зданиями, как правило, устраивают бесчердачными с пологой скатной или плоской кровлей, с внутренними и в отдельных случаях с наружными водостоками. При рассмотрении осо­бенностей конструктивных решений промышленных зданий указывалось, что покрытия могут иметь беспрогон­ную и прогонную схемы решения.

Ограждающие части покрытия раз­деляют в зависимости от степени теп­лоизоляции на утеплен­ные и холодные.

Соответственно функциональному назначению покрытия состоят из ог­раждающей и несущей частей

В последнее время получили рас­пространение армированные сплошно­го сечения панели из легких и яче­истых бетонов.

В неотапливаемых промышленных зданиях покрытия делают холодными, без утеплителя. В зданиях со значи­тельными выделениями тепла покры­тия при стальной кровле устраивают также холодными, а при рулонной кровле в целях снижения температуры стяжки и гидроизоляционного ковра покрытия выполняют холодными с воз­душной прослойкой или утепленными.

В отапливаемых зданиях с нор­мальным температурно-влажностным режимом во избежание образования конденсата на внутренних поверхно­стях покрытия, а при наружном водо­отводе и в целях устранения возмож­ности образования наледи на карни­зах, ограждающие части покрытия де­лают утепленными. При внутреннем водоотводе, чтобы обеспечить подтаи­вание снега на кровле, слой теплоизо­ляции выполняют с пониженным зна­чением сопротивления теплопередаче.

При утепленном покрытии его ог­раждающая часть состоит из несу­щей конструкции, пароизоляцни, теп­лоизоляции, выравнивающей стяжки и кровли, а при холодном — только из несущей конструкции, стяжки и кровли.

Кровли и водоотводы с покрытий. Максимальные уклоны покрытий при кровле из рулонных материалов не должны превышать 25%.

Рулонные кровли устраивают по цементно-песчаной или асфальтобе­тонной стяжкам.

Гидроизоляционный кровельный ковер устраивают путем склейки меж­ду собой слоев рулонного кровель­ного материала горячими или холод­ными битумными или горячими дегте­выми мастиками.

Покровные рулонные материалы наклеивают на горячих или холодныхмастиках, а беспокровные — только на горячей.

Гидроизоляционный ковер в местах примыкания к стенам, парапетам и другим выступающим элементам дол­жен плавно подниматься при скат­ных покрытиях на высоту не менее 250 мм, а при плоских и заливных кровлях — не менее чем на 150 мм

В местах примыкания рулонного гидроизоляционного ковра к трубам, мачтам и вентиляционным шахтам его усиливают дополнительным слоем ру­лонного материала и слоем мешко­вины, пропитанной соответствующей мастикой.

Отвод воды с покрытий промыш­ленных зданий может быть наружный и внутренний. Наружный неорганизо­ванный водоотвод устраивают при от­сутствии дождевой канализации на территории предприятия и ширине отапливаемых зданий не более 72 м, т. е. расстояние пути воды по кровле в одну сторону должно быть не более 36 м.

Многопролетные производствен­ные здания со скатными или плоскими покрытиями проектируют, как прави­ло, с внутренним водоотводом. Внутренние водостоки не следует устраивать в по­крытиях над неотапливаемыми поме­щениями, при кровлях из асбестоцементных волнистых листов, в покрытиях по деревянным несущим конст­рукциям, а также в случае отсутст­вия на площадке строительства лив­невой канализации.

Нельзя устраивать сток воды с утепленных покрытий над отаплива­емыми помещениями на холодную кровлю не отапливаемых зданий.

На скатных кровлях водосточные воронки располагают в пониженных ее участках — ендовах. При плоских покрытиях в каждом ряду колонн устанавливают не менее одной ворон­ки. Площадь водосбора, приходящую­ся на одну водосточную воронку, определяют расчетом в зависимости от типа и уклона кровли, а также от конструкций водосточной системы.

Расстояние между воронками для скатных кровель должно быть не более 48 м. При плоских покрытиях макси­мальная длина пути воды не должна превышать 150 м.

Расположение воронок в плане должно иметь единую стандартную привязку к продольным разбивочным осям, равную 450 мм, и к поперечным осям — 500 мм. Такая привязка обе­спечивает единообразное расположе­ние и устройство отверстий в унифи­цированных плитах покрытий для ус­тановки воронок.

КЛАССИФИКАЦИЯ ФОНАРЕЙ И ИХ ОБЩИЕ КОНСТРУКТИВНЫЕ СХЕМЫ

По назначению фонари в промыш­ленных зданиях подразделяют на све­товые, светоаэрационные и аэраци­онные. Фона­ри, как правило, располагают вдоль пролетов здания.

Фонарь состоит из несущей кон­струкции — каркаса и ограждающих конструкций — покрытия, стен и за­полнения световых или аэрационных проемов.

По форме фонари подразделяют на двусторонние, односторонние (шеды) и зенитные. Двусторонние и односторонние фона­ри могут иметь вертикальное и нак­лонное остекление. В связи с этим поперечный профиль фонаря может быть: прямоугольным, трапецеидальным, зубчатым и пилообразным.

Зенитные фонари и светопрозрачные панели могут располагаться в отдельных точках покрытия, идти по нему в виде ленты или размещать­ся по всей площади покрытия. Обычно для 12- и 18-мет­ровых пролетов принимают фонари шириной 6 м, а для пролетов 24, 30 и 36 м—12 м. Высоту фонаря опре­деляют на основании световых и аэра­ционных расчетов.

Для взаимоувязки размеров кон­структивных элементов покрытия и фонаря привязку крайних стоек попе­речных рам к разбивочным осям при­нимают равной 150 мм при 6-метро­вом шаге рам и 250 мм при 12-метро­вом шаге.

СВЕТОВЫЕ ФОНАРИ

Двойной ассимметричный ку­пол выполнен из прозрачного бесцвет­ного органического стекла. Купол очерчен двумя параболами, одна из которых сильно выпуклая, а другая пологая. Расположение парабол на­ружного и внутреннего куполов диа­метрально противоположно. Выпук­лые участки куполов покрывают светорассеивающим составом. При распо­ложении купола по меридиану прямые солнечные лучи не могут проникать через выпуклые участки, а от полого лучи будут отражаться из-за малого угла падения. Рассеянный свет север­ной части небосвода будет свободно проникать в помещение. Такая конст­рукция купола получила название Селекталюкс. Она применяется при строительстве промышленных объек­тов в ФРГ.

Другой тип зенитных фонарей с использованием солнцезащитных эле­ментов, получивший название Рефлекталюкса (также разработан в ФРГ), характерен тем, что на световой купол из органического стекла на летний период надевают дополнительный по­лукупол из специального молочного стекла. Полукупол ориентируют на южную сторону небо­свода в целях отражения и рассеива­ния прямых солнечных лучей. В зим­ний период верхнюю полусферу сни­мают.

Зенитные фонари. По сравнению с фонарями прямоугольного профиля зенитные фонари имеют более высо­кую светоактивность, меньшую массу, большую свободу размещения на по­крытии здания, просты по устройству и, наконец, более экономичны по пер­воначальным и эксплуатационным затратам.

Зенитные фонари устраивают преимущественно на плоских покры­тиях, но они могут быть также разме­щены на покръгтиях скатных и криво­линейных. Форма колпака в плане может быть круглой, квадратной или прямоугольной, с вертикальными или наклонными, холодными или утеплен­ными стенками бортового элемента. Для повышения светоактивности фо­нарей внутреннюю поверхность их бор­товых элементов делают гладкой и окрашивают в светлые тона.

СВЕТОАЭРАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ И АЭРАЦИОННЫЕ ФОНАРИ

Применяют два вида светоаэра-ционных устройств: фонари и панели. Они одновременно выполняют функ­ции освещения и аэрации помещений

Аэрационные фонари.

Фонари без заполнения проемов створками устраивают в зданиях, в которых в любое время года темпера­тура воздуха находится в допустимых пределах

По высоте аэрационного проема выделяют четыре типа фонарей: с Н = 1,25 м, Н = 1,7 м, Н = 2,4 м, Н = 3,4 м.

Фонарь имеет стальной каркас, по характеру аналогичный рассмотрен­ному выше. Несущие элементы ограж­дающей части покрытия — железобе­тонные плиты, которые в фонарях с высотой 1,7 — 3,4 м укладывают по поперечным рамам каркаса с образо­ванием навеса, препятствующего по­паданию внутрь здания косо падающе­го дождя.

Ветрозащитные панели выполняют поворотными, их укрепляют на нижней

горизонтальной оси. При помощи этих панелей регулируют расход воздуха через фонарь.

Покрытие по фонарям системы КТИС может быть холодным и утеп­ленным

Фонари системы ЛенПСП предназначены для аэрации горячих цехов.

Фонари системы Гипромеза устанавливают на зда­ниях, в которых тепловой напор мал или совсем отсутствует, а регулиров­ку расхода воздуха осуществляют с помощью клапана, состоящего из двух плоскостей