Особенности каркасов гражданских и промышленных зданий по характеру статической работы и материалам.

Выбор материалов для каркасов:Каркасы одноэтажных промышленных зданий монтируют преиму­щественно из сборного железобетона и стали, значительно реже — из монолитного железобетона, кирпича, алюминия, древесины и пластмасс.

При выборе материала для элементов каркаса необходимо учиты­вать следующие условия: размеры пролетов и шага колонн, высоту зда­ния, величину и характер действующих на каркас нагрузок, параметры воздушной среды производства, наличие тех или иных агрессивных фак­торов, требования огнестойкости, долговечности и технико-экономиче­ские предпосылки.

Ниже кратко рассмотрены положительные и отрица­тельные стороны конструкций из различных материалов.

Железобетонные конструкции обладают высокой долговеч­ностью, несгораемостью, незначительными деформациями, позволяют экономить сталь и требуют небольших затрат на уход в процессе эксплу­атации.. Недостатками железобетонных конструкций являются большая их масса, значительная трудоемкость стыковых соединений при сборном железобетоне, зависимость возведения каркаса из монолитного железо­бетона от сезона, сложность, работ по усилению конструкций, высокая стоимость перестройки и разборки.

Путем предварительного напряжения высокопрочных бетонов и ар­матуры в последние годы удалось увеличить несущую способность, по­низить собственную массу и расширить область применения железобе­тонных конструкций.

Стальные конструкции обладают относительно малой массой при большой несущей способности, высокой индустриальностью и малой тру­доемкостью монтажа. Сталь отличается большим постоянством свойств, почти одинаковыми значениями расчетных сопротивлений на растяжение и сжатие, однородностью и надежностью. Поэтому несущая способность стальных конструкций наиболее определенна.

К недостаткам стальных конструкций относятся подверженность коррозии и снижение несущей способности под воздействием высокой температуры. Вследствие большой потребности в стали во всех областях народного хозяйства применение ее в строительстве ограничено.

Алюминиевые конструкции имеют малую массу и высокую несу­щую способность, стойки против коррозии; при работе в условиях агрес­сивной среды их не требуется покрывать защитной покраской; по срав­нению со стальными они менее хрупки при низких температурах, облада­ют хорошими эстетическими качествами и не образуют искр при ударе по ним твердыми предметами. Отрицательные свойства алюминиевых конструкций: пониженная жаропрочность, высокий коэффициент линей­ного расширения и трудоемкость осуществления соединений.

Деревянные конструкции малопригодны для зданий с крановым оборудованием (за исключением несущих конструкций покрытия), так как они возгораемы, имеют ограниченную долговечность и значительную деформативность под действием нагрузок и в результате усушки или раз­бухания древесины. Однако малая собственная масса древесины, стой­кость ее против воздействия многих кислот и газов, ничтожный коэффи­циент температурного расширения позволяют считать деревянные кон­струкции для некоторых зданий весьма эффективными.

По сравнению с железобетонными и стальными деревянные конст­рукции менее трудоемки в изготовлении (на 30—40%). Значительно рас­ширится область применения древесины при возведении армированных деревянных конструкций.

Каменные конструкции для несущих элементов применяют ред­ко, главным образом в мелкопролетных зданиях без мостовых кранов, когда нагрузка на опоры незначительна. К преимуществам каменных конструкций относят долговечность, огнестойкость и распространен­ность исходных материалов; к недостаткам — многодельность и неинду-стриальность в строительстве, тяжелые условия возведения в зимнее время.

Пластмассовые несущие конструкции пока мало распростране­ны, их применяют главным образом в ограждениях зданий. Однако ин­тенсивное развитие химической промышленности открывает перед пласт­массами широкие перспективы. Преимуществами конструкций из пласт­масс являются: легкость, высокая индустриальность и коррозионная стойкость; крупные недостатки их — невысокая огнестойкость, повышен­ная деформативность и пока значительная стоимость.

 

При преимущественном применении в промышленном строительстве железобетона и стали возможны три варианта выполнения несущего каркаса: полностью железобетонный, полностью стальной, смешанный (колонны железобетонные, фермы или балки стальные или деревянные). Вариант каркаса выбирают с учетом параметров пролетов, вида и грузоподъемности внутрицехового транспорта, степени агрессивности среды производства, противопожарных требований, технико-экономиче­ских показателей и других факторов. Здания с неполным каркасом (с несущими наружными стенами) в промышленности строят редко. При выборе материалов и конструкций зданий учитывают также специфику местной промышленности стройиндустрии, геологические и климатические условия места строительства и архитектурно-художест­венные требования.