Конструкции металлического каркаса многоэтажных промышленных зданий.

Металлические каркасы одноэтажных производственных зданий проектируют как плоскостные стоечно-балочные системы, монтируемые из сборных металлических элементов заводского изготовления. Они должны обладать необходимой прочностью и пространственной устойчивостью.

В поперечном направлении прочность и устойчивость обеспе­чиваются системой одно- или многопролетных рам, стойки кото­рых чаще всего жестко защемлены в фундамент, а вверху имеют шарнирную связь с несущими элементами покрытия — ригелями. Шарнирное крепление вверху обуслов­ливается тем, что обеспечить жесткую связь ригеля с колон ной значительно сложнее, чем шарнирную, и, кроме того, возни­кают большие возможности типизации элементов каркаса.

В продольную раму каркаса включаются все колонны попе­речных рам температурного блока, находящиеся на одной оси, с расположенными по ним подкрановыми балками или распор­ками и вертикальными связями, установленными между колон­нами. -На устойчивость каркаса в продольном направлении оказывают влияние высота здания, наличие диска, обеспечивающего равномерное распределение горизон­тальных усилий, возникающих при ветре и торможении мостовых кранов, железобетонные настилы, укладываемые по ригелям рам температурного блока, привариваются к их верхнему поясу. Швы между настилами замоноличиваются.

Конструкции.

Фундаменты. В ж.б. каркасе ф-ты проектируют:

6. По глубине заложения: мелкого, глубокого

7. По конструктивному решению ф-ты: отдельностоящие, свайные(для глубокого заложения)

8. По способу возведения: сборные, монолитные

9. Материал: железобетон

10. Заделка колонн в ф-т: пенькового типа(мет.каркас иил смешанный).

Глубина заложения зависит от: грунта основания, наличия или отсутствия подвала, уровня промерзания грунта. Уровня грунтовых вод. Колеблется в пределах 1,35-3,75м. Масса элементов сборного ф-та до 6т. Фундаментная опорная плита укладывается на выравнивающий слой песка или утрамбованного щебня.

В фундаментов пенькового типа соединение обеспечивается путем сварки арматурных выпусков.

Наружные и внутренние самонесущие стены опирают на фундаментные ж.б. балки. которые укладываются между подколонниками ф-та на ж.б. столбики(приливы) размерами 300х600мм.Длина балок зависит от ширины подколонника и места укладки.

Верх фундаментных балок на отм. -0,030м. Поверх ф-тной балки устраивается гидроизоляция из ЦПР или 1-2 слоев рулонного материала на битумной мастике.

Колонны. Стальные колонны каркаса в зави­симости от их поперечного сечения разделяют на сплошные постоянного и переменного сечения (рис. 25.1, а), решетчатые (сквозные) переменного сечения (рис. 25.1, б), раздельные пе­ременного сечения (рис. 25.1, в). Ко­лонны устраивают для бескрановых зданий и для зданий, оборудованных кранами; колонны принимают совмест­но нагрузки от покрытия и от кранов (см. рис. 25.1, а, б). Кроме того, при большой грузоподъемности кранов ко­лонны раздельно воспринимают наг­рузки от покрытия и от кранов (см. рис. 25.1, в). Соединения элементов колонн выполняют сварными, а при особо тяжелых крановых нагрузках — клепаными. 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

Обвязочные балки в стальном кар­касе устраивают из одного профиля (швеллера или двутавра) или состав­ного сечения.

Стальные подкрановые балки мо­гут быть разрезными и неразрезными, сплошными и решетчатыми. Разрезные подкрановые балки и фермы (рис. 25.4, а, б), получили наибольшее распрост­ранение. Они просты в конструктивном решении, индустриальны, но по срав­нению с неразрезными имеют несколь­ко больший расход стали. Неразрез­ные подкрановые балки (см. рис.

25.4, б) имеют лучшие условия эксп­луатации подкрановых путей.

На рис. 25.5 представлены подкра­новые балки: сплошные — прокатные из двутавра и составные — сварные или клепаные (рис. 25.5, а), решетча­тые — шпренгельного типа (рис. 25.5, б) и в виде ферм (рис. 25.5, в).

Стальные фермы могут быть раз­личной формы и очертания, выбор ти­па ферм зависит он назначения и объемно-планировочного решения про­мышленного здания. В практике строи­тельства применяют фермы с парал­лельными поясами, полигональные, треугольные, с параллельными пояса­ми с затяжкой, сегментные, парабо­лические и др.

Фермы с параллельными поясами применяют для зданий с плоским по­крытием, а также для устройства под­стропильных конструкций. Их пролет может достигать 60 м и более. Поли­гональные фермы устраивают при по­крытиях с рулонной кровлей при про­летах до 36 м. Треугольные фермы дают возможность осуществить покры­тия с крутыми кровлями из асбесто-цементных или стальных листов, вслед­ствие чего высота ферм в середине пролета достигает значительных раз­меров, а это ограничивает их пролеты величиной 36—48 м.

В массовом промышленном строи­тельстве применяют унифицированные полигональные фермы, пролетом 24, 30 и 36 м с уклоном верхнего пояса 1:8 (рис. 25.8, а) и плоские с парал­лельными поясами (рис. 25.8, б), по которым устраивают рулонные кровли. В отдельных случаях такие фермы уст­раивают для перекрытия 18-метровых пролетов.

Фермы с крутыми скатами (рис. 25.8, в) используют для пролетов 18, 24, 30 и 36 м при кровлях из листовых материалов. Размеры панелей ферм унифицированы и соответствуют ук­рупненным модулям, т. е. 1,5 м. Высо­та полигональных ферм на опорах для всех пролетов принята одинаковой — 2,2 и 0,45 м при крутых скатных кровлях.

Большепролетные фермы (рис. 25.9) могут перекрывать пролеты до 90 м и иметь различные схемы решеток: треугольную, раскосную, крестовую и др. Выбор схемы решетки зависит от характера приложения нагрузки, очер­тания и высоты ферм. _ь

Элементы фермы: верхний и ниж­ний пояса, стойки и раскосы — выпол­няют из прокатных уголков в виде стержней парного профиля. Соеди­няют стержни в узлах сваркой при по­мощи фасонок (косынок) из листовой стали, располагаемых между уголками (рис. 25.10). В целях унификации уз­ловых соединений решетку в типовых полигональных фермах и в фермах с параллельными поясами принимают треугольной.

Стальные рамы предназначены для устройства несущих конструкций по­крытий при больших пролетах. По срав­нению с балочными рамные покрытия имеют меньшую массу, большую жес­ткость в поперечном направлении и меньшую высоту ригеля. Недостатка­ми рамных конструкций являются боль­шая ширина колонн и чувствитель­ность к неравномерным осадкам опор удобные в изготовлении, транспорти­ровании и монтаже (рис. 25.15, а). При больших пролетах в промышлен­ных зданиях целесообразна укрупнен­ная разбивочная сетка вертикальных несущих конструкций. В этом случае прибегают к комбинированному реше­нию, применяя в качестве поперечных несущих конструкций — арки, а в ка­честве продольных конструкций — фермы (рис. 25.15, б). В целях осве­щения внутреннего пространства естественным светом продольные фер­мы опирающиеся на поперечные арки, приподнимают и создают таким обра­зом зубчатый (шедового типа) про­филь покрытия, идущий по очертанию поперечных арок (рис. 25.15, в).

Связи. Пространственную жест­кость и устойчивость ферм, рам, арок и других плоскостных конструкций кар­каса зданий обеспечивают системой связей, устанавливаемых между этими конструкциями (рис. 25.16).

В покрытиях устраивают горизон­тальные (продольные и поперечные) и вертикальные связи, а между колон­нами устанавливают продольные вер­тикальные связи.

Продольные горизонтальные связи располагают вдоль рядов колонн в плоскостях нижнего и верхнего поясов крайних панелей ферм. Они представ­ляют собой продольные связевые фер­мы с параллельными поясами. Попе­речные горизонтальные связи обра­зуют поясами двух смежных стропиль ных ферм и расположенной между ними решеткой. Их устраивают у тор­цов здания, а также с обеих сторон каждого деформационного шва, а при большом расстоянии между деформа­ционными швами — через каждые 60 м.

 

Горизонтальные поперечные связи по верхним и нижним поясам ферм совмещают в плане.

 

Если несущую конструкцию ограж­дающей части покрытия выполняют из крупноразмерных железобетонных плит, то они образуют жесткий диск и выполняют функции горизонтальных связей по верхним поясам ферм. При прогонном варианте покрытия устой­чивость верхних поясов ферм, распо­ложенных в промежутках между дву­мя поперечными связевыми фермами, обеспечивают прогонами, а над участ­ками под фонарями — специальными растяжками из уголков.

Вертикальные связи в покрытии служат опорами для поперечных гори­зонтальных связевых ферм и гаранти­руют правильность взаимного распо­ложения в вертикальной плоскости стропильных ферм при монтаже.

Покрытие. Совмещают в себе функции перекрытия и крыши; бесчердачные; из несущих и ограждающих элементов.

Классификация:

3. Плоские: балки, фермы, рамы, арки.

4. Пространственные: оболочки, складки, купола, своды, висячие системы

 

Стены промышленных зданий. Конструктивные схемы. Типы. Воздействия на стены. Требования к ним.

Стены производственных зданий по сравнению со стенами гражданских зданий подвергнуты более сложному комплексу внешних и внутренних сило­вых и несиловых воздействий (рис. 27.1). Поэтому к конструктивному ре­шению стен промышленных зданий предъявляются не только общие тре­бования, но и требования, свойствен­ные в каждом отдельном случае характеру технологического процесса.

Наружные стены совместно с покрытиями защищают внутреннее пространство зданий от различных внешних воздействий, зависящих от конкретно заданного климатического района строительства.

Температурно-влажностный режим внутренней среды производственных помещений и климатические условия района строительства — решающие исходные данные, на основе которых устанавливают необходимую величину сопротивления теплопередаче стен.

В зависимости от конструктивной схемы здания и по роду статической работы стены подразделяют на несу­щие, самонесущие и навесные.

Несущие стены воспринимают нагрузки от собственной массы, по­крытий, перекрытий и в ряде случаев от подъем но-транспортного оборудо­вания. В промышленном строительст­ве несущие стены применяют редко, для их устройства используют кирпич, крупные и мелкие блоки и др. ^ ^Самонесущие стены воспринимают

нагрузки от собственной массы, ветра и передают их на каркас при помощи гибких или скользящих связей, не препятствующих осадке стен. Само­несущие стены выполняют в виде крупных панелей или блоков и камен­ных материалов; первое решение — более индустриальное, а следователь­но, более рациональное и предпочти­тельное.

Навесные стены воспринимают нагрузки от собственной массы и ветровые нагрузки в пределах только одного этажа при многоэтажных зданиях или в пределах одного шага(одной панели) в одноэтажных каркасных зданиях. Эти стены выполняют в основном функции ограждающих конструкций, так как свою массу они передают на каркас через опорные стальные столики или через обвязочные балки Навесные стеновые панели изго­товляют из легких материалов, благо­даря чему не требуется дополнитель­ного усиления колонн каркаса. Этому требованию в большей мере отвечают многослойные панельные конструкции и листовые материалы.

Для предохранения стен от про­никания грунтовой влаги в их нижней части устраивают гидроизоляцию из рулонных материалов или из цемент­ного раствора. Гидроизоляционный слой укладывают между фундамент­ными балками, на которые опирают стены, и нижней частью стен на отметке 0,03, т. е. на 30 мм ниже уров­ня пола. Дождевые и талые воды отводят от стен путем устройства отмостки.

Стены из крупных панелей

Применяются в виду экономичности строительства(полная заводская готовность) и сокращения сроков строительства. Различают однослойные и трехслойные конструкции панелей. Однослойные: имеют внутренний и наружный отделочный слой и армированный средний слой из легкого ячеистого бетона. Трехслойные: внутр. и наруж. отделочный слой, снаружи внутрь – слой из легкого бетона, эффективный утеплитель (пенополистирол), слой тяжелого бетона. Виды панелей: цокольная(1,2м), рядовые(h=1,2, 1,5, 1,8м L=6;12м), угловые (h=1,2, 1,5, 1,8м L=6,33;12,33м), перемычечные, парапетные(h=0.9м), карнизные(h=1,5м), простеночные(l=1.2м). Толщина стен 200,240,300,350,400мм. Стеновые панели опирают на фундаментные балки, последующие панели подвешивают при помощи закладных деталей к колоннам(фахверкам)

Стены из кирпича и крупных блоков.

В строительстве пром.зд применяются реже и в основном для отдельностоящих пром.зд.

Стены из кирпича. Толщина стен рассчитываются исходя я теплотехнического расчета и среднем составляет 250-510мм. Для усиления стен применяются вертикальные элементы - пилястры, выступы, повышающие жесткость конструкций, если на стены оприаются конструкции покрытия. Самонесущие стены выносят за наруж. грань колонн каркаса. В качестве надпроемных перемычек используются обвязочные балки. Связь стен и колонн осуществляется с помощью анкером и клямеров через каждые 1,2-2,4м

Стены из крупных блоков изготавливаются из легкого ячеистого бетона. Толщина стен – 300,400,500мм. Габариты блокоа Lxh: рядовые 1000(3000)х600(1200), угловые 1300(2250)х600(1200), перемычечные 3500(6000)х600, парапетные 1000(3000)х600, карнизные1000(3000)х600. Длина блока кратна 50М(500мм). Укладывают с перевязкой и расшивкой швов.

 

 

Ограждающие элементы покрытий промышленных зданий. Воздействия на покрытие. Требования, предъявляемые к ним, материалы.

К ограждающим конструкциям предъявляются след.требования:

· Достаточная прочность

· Малая деформированность

· Хорошие изоляционные качества

· Пожаро- и вызрывобезопасность

· Долговечность и корр.стойкость

· Индустриальность и экономичность в строительстве и эксплуатационных условий.

Классификация:

1. По наличию чердака: бесчердачные с тех.этажом

2. По водоотводу: внутренний, наружный

3.

По конструктивному решению: прогонная, беспрогонная

4. По утепляющим качествам покрытия: утепленные, холодные

На выбор ограждающих конструкций влияет комплекс внутр и внешних воздействий.

Основные типы конструкций:

1. Утепленные с несущими ж.б плитами

2. Утепленные с несущими конструкциями из металла(прогонами)

3. неутепленные с несущими ж.б плитами

4. неутепленные с несущими конструкциями из металла(прогонами).

Состав покрытия для пункта 1-2: несущая конструкция(плиты или прогоны), пароизоляция, теплоизоляция, стяжка ЦПР, кровля. Состав покрытия для пункта 3-4: несущая конструкция, стяжка, кровля. Плиты имеют габариты: ширина 1,5м, 3м, длина 6м, 12м, высота 0,3м. прогоны – швеллера №14,16,18,20, длиной 6м, 12м. По прогонам устраиваются зачастую: проф.настил, трехслойные панели с мет.обшивками, асбестоцем.плиты, монопанели, оцинкованный стальной лист.