Каркас многоэтажного промышленного здания

Поэтажное расположение цехов в многоэтажных зданиях делает их более компактными с меньшей протяженностью коммуникаций, меньшей площадью застройки, а также кровли и наружных ограждающих конструкций. Многоэтажные промздания обычно возводят каркасными с полным или неполным каркасом.

Элементы каркаса многоэтажного здания должны обладать высокой прочностью, устойчивостью, долговечностью, огнестойкостью поэтому для этих зданий применяют ж/б конструкции монолитные и сборные. Стальной каркас применяется при больших нагрузках, при наличие динамических воздействий а несущие конструкции, при строительстве в трудно доступных местах. Колоны и ригели в стальных каркасах выполняются двутаврового сечения.

Монолитные ж/б каркасы рамные в общих направлениях предают зданию жесткость и устойчивость.

Сборные ж/б каркасы подразделяются на балочные и безбалочные. Каркас с балочным перекрытием состоит из фундаментов, колон, ригелей (прогонов), плит перекрытия и связей. Каркас состоит из поперечных рам образуемых колонами и ригелей при их жестком соединении. Рама обеспечивает жесткость и устойчивость здания в поперечном направлении а связи обеспечивают жесткость в продольном направлении. Связи устанавливаются в каждом ряду колон, в середине температурного блока на всех этажах.

Колоны каркаса разделяют на крайние и средние а также на одна и двухконсольные. Основной тип колон это колоны высотой в 2 этажа. А дополнительные в1 и 3 этажа. Стык между колонами размещается на 600 или 1200 мм выше плит перекрытия.

Ригели перекрытия применяются таврового и прямоугольного сечения

Плиты межэтажных перекрытии применяют ребристые, плоски, пустотные.

Плиты перекрытия крепят к ригелям колонная и между собой сваркой закладных деталей.

 

Фундаменты промышленных зданий

Фундаменты промышленных зданий.

Несущие стены устанавливают на фундаментные балки. Отметка верха столбиков зависит от высоты фундаментных балок и может составлять -0.350;-0.450;-0.650мм. длина фундаментных балок согласуется с размерами подколонника с местом укладки. Верх фундаментных балок устраивают на 30 см ниже чистого пола -0.0030. на этом же уровне устраивают гидроизоляцию.

 

Железобетонные колонны промышленных зданий

По расположению в плане их подразделяют на колонны крайних и средних рядов. Те и другие могут быть бесконсольными и консольными. Бесконсольные применяют в пролетах без мостовых кранов или с подвесными кран-балками, а колонны, с консолями - в пролетах, оборудованных мостовыми кранами. В зависимости от вида поперечного сечения колонны бывают прямоугольные, двутаврового профиля и двухветвевые.
В бескрановых пролетах и в пролетах с подвесным подъемно-транспортным оборудованием грузоподъемностью до 5 т унифицированные сборные железобетонные колонны при шаге 6 и 12 м выполняют:
- при высоте помещений 3,6...9,6 м и пролетах 12; 18; 24 м - постоянного сечения;
- при высоте помещений 10,8 и 12,6 м и пролетах 18; 24; 30 м, а также при высоте помещений 14,4; 16,2 и 18 м и пролетах 24; 30; 36 м - переменного по высоте сечения, в нижней части - сквозными.
Унифицированные размеры сечений колонн применяют следующие:
- для прямоугольных -400X400, 400X600, 400X800, 500X500, 500X600 и 500X800мм;
- для двутавровых - 400X600 и 400X800 мм;
-для двухветвевых - 400X1000; 500X1000,500X1300, 500x1400, 500X1500,600X1400, 600Х 1900, 600X2400 мм.
Колонны с консолями состоят из подкрановой и надкрановой (верхней) части. Надкрановую часть, поддерживающую элементы покрытия, называют надколонником. В двухветвевых колоннах надколонник делают из одной ветви, вследствие чего для опирания подкрановых балок создаются уступы. Просветы между ветвями двухветвевых колонн используются для пропуска технологических и сантехнических коммуникаций.
Длину колонн принимают с учетом высоты помещения и глубины заделки их в фундамент, которая принимается:
- для колонн прямоугольного сечения без мостовых кранов - 750 мм;
- для колонн прямоугольного и двутаврового сечения с мостовыми кранами - 850мм;
- для двухветвевых колонн - 900...1200 мм.
Для крепления к колоннам стропильных конструкций (ферм или балок) на оголовках колонн расположены опорные стальные листы и анкеры. Кроме того, для крепления подкрановых балок предназначены закладные детали, находящиеся на консолях колонн. Колонны продольных наружных рядов имеют по высоте через каждые 1200 мм стальные закладные детали для крепления к ним стеновых панелей. Для выверки по разбивочным осям на всех гранях колонн, а также на двух гранях каждой консоли наносят вертикальные риски в виде треугольных канавок глубиной по 50 мм. Риски делают на уровне верха фундаментного стакана, на верхнем конце колонны и на боковых гранях подкрановых и других консолей.
При шаге колонн 12 м и длине стеновых панелей 6 м помимо основных колонн в зданиях предусматривают второстепенные колонны (фахверковые). Фахверковые колонны устанавливают также в торцах зданий для восприятия ветровых усилий элементами заполнения стены. При высоте помещений до 4,2 м фахверковые колонны делают из стальных прокатных профилей, а при большей высоте - из железобетона. Длину торцовых железобетонных фахверковых колонн принимают на 100...150 мм меньше основных колонн, чтобы образовать зазор между их верхом и нижним поясом стропильных конструкций покрытия. Фахверковые колонны жестко заделывают в фундаментах и шарнирно крепят к элементам покрытия.

 

Металлические колонны промышленных зданий

Металлические колонны каркаса промзданий подразделяются на сплошные (одноветвевые) для зданий без кранов или для зданий со средними мостовыми кранами и на решетчатые (двухветвевые) для зданий со средними и тяжелыми мостовыми кранами. Соединения элементов колонн выполняют сварными, реже болтовыми или клепаными. Сплошные колонны чаше всего выполняют из прокатных профилей. Сквозные колонны состоят из отдельных ветвей, соединенных решеткой. Сплошные колонны менее трудоемки по сравнению со сквозными, но требуют большего расхода стали.

Нагрузка oт колонн на фундаменты передается через опорные части колонн (опорные листы и траверсы), которые соединяются с бетоном фундаментов анкерными болтами.

 

Фахверковые колонны промышленных зданий

Фахверковые ко­лонны торцовых и продольных стен выполняют обычно из широкопо­лочных двутавров. Внизу их шарнирно опирают на железобетонные фундаменты, а сверху шарнирно крепят к стропильным конструкциям, плитам покрытия или вертикальным связевым фермам. При наличии ветровых ферм, которые располагают через 10—12 м по высоте стены, фахверковые колонны крепят и к ним. Верх фахверковых колонн располагают на 150 мм ниже уровня ниж­него пояса стропильных конструкций. До высоты стропильной конструк­ции колонны наращивают надставками из двутавра, а до высоты па­рапета— насадками из уголков.

Верхние концы колонн к стропильной ферме шарнирно прикреп­лены с помощью изогнутых пластин — листовых шарниров. Листовой шарнир дает возможность передавать ветровые нагрузки на основной каркас и устраняет вертикальные воздействия покрытия на стойки фахверка. В зданиях с кирпичными стенами при тяжелом режиме работы кранов в состав фахверка вводят ригели, выполняемые из швеллеров или двутавров. Места расположения ригелей увязывают с проемами окон и ворот.

 

Подкрановые балки

На подкрановые балки опираются рельсы, по которым передвигаются мостовые краны. Кроме того, эти балки служат продольными элементами каркаса здания и обеспечивают его пространственную жесткость.

Подкрановые балки могут быть сборными железобетонными или стальными. Для кранов грузоподъемностью до 30т с легким и средним режимом работы применяют подкрановые балки из сборного, предварительно напряженного железобетона. При грузоподъемности кранов свыше 30т, шаге колонн 12м и более, а также для кранов с тяжелым режимом работы применяются стальные подкрановые балки.

Сборные железобетонные подкрановые балки могут быть разрезные и неразрезные. Разрезные балки применяются чаще, так как они проще в монтаже. При устройстве неразрезных балок снижается расход арматуры, однако усложняется решение стыка между ними.

В зависимости от положения балок вдоль кранового пути различают балки средние и крайние, располагаемые у поперечных температурных швов и у торцов здания. Балки, расположенные у температурного шва и у торца здания, принимают одинаковых размеров со средними. Отличаются они тем, что на расстоянии 500 мм от торца балок вводятся дополнительные закладные детали для крепления их к колоннам.

Железобетонные балки пролетом 6 м имеют тавровое сечение с утолщением стенки на опорах, а пролетом 12м проектируются двутавровыми с несимметричным профилем (верхняя полка шире нижней).

Верхние полки подкрановых балок служат для крепления к ним крановых рельсов, а также для восприятия горизонтальных инерционных усилий, вызываемых торможением крановой тележки.

Подкрановые балки крепят сваркой закладных опорных щитов к консолям колонн, а к надколеннику вертикально поставленными стальными накладками, приваренными к закладным деталям колонн и подкрановых балок.

Зазоры между торцами балок и между балками и колонной заполняют бетоном класса не ниже В15. Это необходимо для восприятия усилий, возникающих при торможении кранов.

Крановый путь крепят к подкрановым балкам, используя болты, изогнутые петли и специальные крюки. Для пропуска болтов в полках балок через 750 мм предусмотрены отверстия, образуемые газовыми трубками, устанавливаемыми при бетонировании. В целях снижения шума при движении кранов и уменьшения динамических воздействий на балки под рельсы укладывают упругие прокладки, повышающие также долговечность крановых путей. Концы рельсов в пределах температурного блока соединяют при помощи сварки, а у температурных швов - посредством накладок на болтах.

Во избежание ударов мостовых кранов о торцевые стены здания на концах подкрановых путей ставят стальные упоры. Упор для крана состоит из стального каркаса, к верхней части которого прикреплены болтами два дубовых или буковых антисептированных бруса. Стальной каркас упора крепят к подкрановой балке. Энергия удара движущегося крана настолько велика, что запроектировать упор, ударившись о который кран остановился бы и упор остался бы неповрежденным, очень трудно. Поэтому у кранов устраивают концевые выключатели и систему автоблокировки, обеспечивающие отключение и торможение крана у торцов здания.

Стальные подкрановые балки. Комплекс подкрановых конструкций включает в себя подкрановые балки, крепления балок к колоннам, тормозные балки, крановый рельс с креплением его к подкрановой балке и крановые упоры в торцах здания. Основные несущие элементы подкрановых конструкций - подкрановые балки могут быть различными по своей конструктивной форме. Наиболее часто применяются сплошные подкрановые балки как разрезные, так и неразрезные. Для этих балок разработаны типовые чертежи, которые следует широко применять при проектировании промышленных зданий. При легких кранах и больших шагах колонн целесообразны решетчатые подкрановые балки, применение которых позволяет экономить сталь. При больших пролетах и тяжелых кранах часто применяют комбинированные системы, объединяющие в себе подкрановую балку и подстропильную ферму, так называемые подкраново-подстропильные фермы.

Сплошные подкрановые балки имеют двутавровое сечение. При шаге колонн 6 м это сечение принимается несимметричным (с развитым верхним поясом); при шаге колонн 12м - симметричным. Для кранов грузоподъемностью до 10т и пролетах 6м применяют прокатные двутавры с верхним поясом, усиленным листом или уголками для восприятия горизонтальных сил. Для балок больших пролетов и больших грузоподъемностей кранов применяют сварные двутавровые балки с горизонтальной тормозной балкой, которая одновременно служит площадкой для обслуживания подкрановых путей. С этой целью по тормозным балкам (фермам) укладывают настил, а вдоль проходов устраивают ограждение.

Для мостовых кранов применяют специальные крановые рельсы (КР), тип которых для данных кранов указывается в ГОСТах на краны. При кранах грузоподъемностью до 20 т включительно разрешается применять железно-дорожные рельсы. Иногда в качестве кранового рельса применяется квадратная сталь. Способ крепления крановых рельсов к верхнему поясу подкрано­вых балок зависит от вида рельсов.

В торцах здания на подкрановых балках устанавливают крановые упоры, которые ограничивают рабочую зону крана.