Конструктивные элементы зданий и сооружений

Основные элементы зданий подразделяются на:

· несущие;

· ограждающие;

· совмещающие обе функции.

Несущие элементы воспринимают основные нагрузки, возникающие в здании или вне его (снег, ветер). К несущим элементам относятся фундаменты, колонны, различные балки, фермы и т.д.

Ограждающие элементы защищают здания и его внутренние помещения от метеорологических и других внешних факторов (осадки, солнечные лучи и прочее) или разделяют здания на самостоятельные помещения. Но стены могут быть и несущими, совмещая обе функции.

Современные промышленные здания строят главным образом из сборного железобетона. Одноэтажные здания строят с железобетонным каркасом, выполненным в виде рам, состоящих из защемленных внизу колонн и шарнирно с ними связанных ригелей (балок), а многоэтажные здания также с железобетонными каркасами, выполненным по рамной схеме, но с железными узлами.

Основными элементами здания являются:

· колонны;

· фундаменты под колонны;

· подкрановые балки;

· фундаментные балки;

· стропильные и подстропильные фермы;

· плиты покрытий;

· стеновые панели;

· светоаэрационные фонари;

· полы промышленных зданий.

Рисунок ХХХ. Унифицированные сборные железобетонные элементы многоэтажных промышленных зданий (а – колонны, б – ригели, в – плиты перекрытий).

Подкрановые балки

Подкрановые балки представляют собой конструкции, по которым передвигаются мостовые подъемные краны, обслуживающие производственные помещения. Опорами подкрановых балок обычно служат колонны. Мостовые краны передвигаются по рельсам, уложенным на верхний пояс балки.

Подкрановые балки бывают железобетонные и металлические (стальные).

Стеновые панели промышленных зданий

Стеновые панели служат для ограждения здания по его контуру. Для зданий кузнечных и штамповочных цехов панели делают в виде железобетонных ребристых плит с продольными и поперечными ребрами. Толщина панели с ребрами 200-300 мм. Панели могут располагаться горизонтально и вертикально.

Рисунок ХХХ. Стеновые панели для промышленных зданий (а - из ячеистых бетонов; б - из легких бетонов; в - из тяжелого бетона (трехслойная); г - железобетонная панель для неотапливаемых зданий; h -толщина панелей; b – высота).

По конструкции многоэтажные промышленные здания могут быть с полным сборным железобетонным каркасом, самонесущими или навесными стенами. Сборные конструкции перекрытий применяют двух типов - балочные и безбалочные. Основными элементами каркаса многоэтажного промышленного здания являются колонны, отличающиеся от элементов каркаса одноэтажных зданий, и ригели перекрытий, образующие железобетонные рамы. Ригели перекрытий разработаны прямоугольного и таврового сечений.

Конструкции междуэтажных балочных перекрытий могут быть двух типов:
1) с опиранием плит на полки ригелей;
2) с опиранием плит сверху на прямоугольные ригели.

В зданиях небольшой этажности часто применяют схему неполного каркаса, например кирпичные наружные стены (несущие) и внутренние кирпичные столбы. При больших нагрузках целесообразно вместо кирпичных столбов применять железобетонные колонны, которые вместе с железобетонными ригелями образуют каркас здания.

Как указывалось выше, здания могут иметь полный или неполный каркас. Наряду с железобетонными каркасами в строительстве применяют стальные каркасы.

По конструктивной схеме стальной каркас в целом аналогичен 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 действующие на здание нагрузки, являются плоские поперечные рамы, образованные колоннами и стропильными фермами, ригелями.

Рисунок ХХХ. Конструктивная схема стального каркаса производственного здания (1 – колонны, 2 – фермы, 3 - светоаэрационные фонари, 4 - подкрановые балки, 5 - связи по колоннам).

На поперечные рамы опирают продольные элементы каркаса - подкрановые балки, ригели стенового каркаса фахверха, прогоны покрытия и в некоторых случаях фонари. Пространственная жесткость каркаса достигается устройством связей в продольном и поперечном направлениях.

Стальной каркас имеет определенные преимущества перед железобетонными. Его монтаж осуществляется значительно быстрее, а сокращение сроков строительства дает значительную экономию стоимости основных фондов строящегося предприятия. Однако металлический каркас дороже железобетонного, требует большого расхода металла и дороже в эксплуатации.

Рисунок ХХХ. Основные конструктивные элементы одноэтажного промышленного здания.

Рисунок ХХХ. Основные конструктивные элементы многоэтажного каркасного здания.

Рисунок ХХХ. Основные конструктивные элементы зданий с металлическим каркасом.

Рисунок ХХХ. Конструктивные схемы гражданских зданий.

 

Грузоподъемные машины

Грузоподъемная машина — это подъемное устройство циклического действия с возвратно-поступательным движением грузозахватного органа в пространстве. Таким образом, грузоподъемные машины предназначены для перемещения грузов по вертикали и передачи их из одной точки пространства в другую.

Подъемники поднимают груз по определенной траектории, заданной жесткими направляющими. К подъемникам относятся, например, лифты (грузовые и для подъема людей).

Краны различают по конструктивному исполнению (мостовые, стреловые кабельного типа и др.), по виду грузозахватного органа (оборудованные крюком, грейфером, магнитным захватом и др.), по способу передвижения (стационарные, передвижные, самоходные и др.), по ходовому устройству (рельсовые, автомобильные, гусеничные и др.) и по другим признакам.

Грузоподъемные краны - это машины, предназначенные для подъема и перемещения в пространстве груза, удерживаемого грузозахватным органом. По конструкции они подразделяются на мостовые, козловые, автомобильные краны и др.

Мостовым краном называют грузоподъемную машину, передвигающуюся по рельсам, уложенным на выступах (кронштейнах) подкрановых балок, которые закреплены на консолях (выступах) стен склада или на специальных колоннах.

Козловые краны отличаются от мостовых тем, что их мостовые пролетные конструкции опираются на две пары жестких стоек, расположенных под углом друг к другу в виде козел. Кран передвигается по специальным подкрановым путям (рельсам), уложенным на земле.
электрическая таль (тальфер) - это подвесное грузоподъемное устройство с электрическим приводом, предназначенное для вертикального и горизонтального перемещения подвешенного на крюк груза.

Горизонтальное перемещение груза производится вдоль подвесного (из двутавровой балки) однорельсового пути, по которому движется электроталь. Электрические тали применяют для транспортирования грузов внутри складов, на грузовых платформах, под навесами и т. п.

Башенные краны классифицируются

по назначению:

· строительные - для механизации строительно-монтажных работ при возведении многоэтажных зданий;

· краны-погрузчики - для обслуживания складов и полигонов;

по типу башни:

· с поворотной башней - свободностоящие, опорно-поворотное устройство которых размещено в нижней части вращающейся башни; эти краны могут быть выполнены с нижним и верхним расположением противовеса;

· с неповоротной башней - опорно-поворотное устройство размещено в верхней части башни; краны могут быть выполнены свободностоящими, смонтированными на фундаменте или прикрепленными к зданию;

по типу стрелы:

· с подъемной стрелой - вылет изменяется поворотом (подъемом) стрелы относительно ее опорного шарнира;

· с балочной стрелой - вылет изменяется передвижением грузовой тележки по горизонтальной стреле.

 

Рисунок ХХХ. Грузоподъемные машины.

Рисунок ХХХ. Кран КС-6973А.

Грузозахватные устройства

. В зависимости от оснащения различными грузозахватными устройствами и приспособлениями грузоподъемные краны выполняют различные виды грузовых операций охватывая практически весь спектр погрузочно-разгрузочных работ.

Базовым грузозахватным устройством крана является крюк.

Рисунок ХХХ. Крюк.

Крюк может быть как однорогим, так и двурогим. Подвеска крюка состоит из двух частей. Верхняя часть содержит канатные блоки, через которые крюк соединен с краном. В нижнюю часть ввинчивается сам крюк.

Крюк может служить как самостоятельный захват, так и в комплексе с другими грузозахватными устройствами. Первое возможно, если груз уже имеет заушины или другие захватные приспособления.

Виды грузозахватных устройств

·

Рисунок ХХХ. Грейфер.

Грейфер - это общее понятие для целого ряда устройств, начиная с ковшевого грейфера для сыпучих грузов, заканчивая четырехпалым грейфером для погрузки бревен среднего и малого размера. Работа грейфера специфична необходимостью дистанционно контролировать силу захвата челюстей. Он может быть использован как самостоятельный грузозахватный орган, так и быть помещен на крюк крана. Последнее возможно, если конструкция грейфера содержит необходимый захват.

 

· Траверса - это балка или рамка, в которой возникает необходимость при транспортировке крупногабаритных грузов во избежание их повреждения. Соединение с крюком или талью осуществляется как при помощи жесткого соединения, так и при помощи канатов или цепей. Соединение с грузом может быть не только с использованием крюков, но и других грузозахватных устройств (магнит, вакуумный захват и т.д.). Размеры траверсы напрямую зависят от технологического процесса (размеров груза) в котором она используется.

Рисунок ХХХ. Траверсы.

· Спредер — это узкоспециализированная траверса. Используется для поднятия контейнеров. Если на производстве отсутствуют специализированные грузоподъемные машины для перегрузки контейнеров, то краны оснащаются спредерами. Габариты спредера обязательно совпадают с размерами контейнера.

· Магнит — это съемное грузозахватное устройство, наряду со спредером использующееся для перемещения контейнеров. Кроме крупных грузов с помощью него можно перемещать любой металлический груз, вплоть до металлической стружки.

·

Рисунок ХХХ. Спредер.

Канатные стропы - стропы это общее название соединения крюкового захвата с грузом. Наряду с канатными стропами, выполненными из металлических канатов, используют цепные, и даже текстильные ленты.

· Цепь — это второе после каната приспособление по частоте использования при работе с грузоподъемным краном. Основное достоинство это гибкость. Цепь не будет деформироваться от соприкосновения с острыми краями груза.

· Металлический канат. Основное гибкое сочленение применяемое при использовании грузоподъемных кранов. Основное его достоинство это, как ни странно, безопасность. В отличие от цепи деформация металлического каната от нагрузки происходит постепенно. Это легко заметить и принять меры по замене деформированного каната.

· Ковш — это все таки больше тара, чем устройство. Ковш служит для перемещения большого объема сыпучих грузов.

· Бункер - это тара для перемещения мелкоштучных и пластичных грузов. При работе используется как диспенсер. Допустим, чтобы вылить определенный объем цементного раствора.

 

Рисунок ХХХ. Грузозахватные устройства.