3 Вопрос

Стальные каркасы применяют в цехах при крупных пролетах и значительных крановых нагрузках при строительстве предприятии металлургии, машиностроения и др.

По своей конструктивной схеме стальной каркас в целом подобен 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 почти все действующие на здание нагрузки, являются плоские поперечные рамы, образованные колоннами и стропильными фермами (ригелями) (рис. 16.14, I, а). На поперечные рамы, расставленные согласно принятому шагу колонн, опирают продольные элементы каркаса – подкрановые балки, ригели стенового каркаса (фахверка), прогоны покрытия и в некоторых случаях фонари. Пространственная жесткость каркаса достигается устройством связей в продольном и поперечном направлениях, а также (при необходимости) жестким закреплением ригеля рамы в колоннах.

Контрольные вопросы

1. Какой фактор является предопределяющим при определении объёмно-планировочной и конструктивной структуры промышленного здания.

2. Какие здания относят к обслуживающим?

3. Как классифицируются промздания по характеру расположения внутренних опор?

4. В каких случаях в качестве основного материала несущих элементов применяют металл?

5. Каким подъёмно-транспортным оборудованием могут быть оснащены промздания.

Тема «Каркасы многоэтажных промзданий»

Вопросы, подлежащие изучению:

1 Общие сведения.

2 Конструктивные схемы зданий.

 

1 Вопрос

Многоэтажные промышленные здания служат для размещения различных производств – цехов лёгкого машиностроения, приборостроения, химической, электротехнической, радиотехнической, лёгкой промышленности и др., а также базисных складов, холодильников, гаражей и т.п. Их проектируют, как правило, каркасными с навесными панелями стен.

Высоту промышленных зданий обычно принимают по условиям технологического процесса в пределах 3…7 этажей (при общей высоте до 40м), а для некоторых видов производств с нетяжёлым оборудованием, устанавливаемым на перекрытиях, - до 12…14 этажей. Ширина промышленных зданий может быть равной 18…36м и более. Высоту этажей и сетку колонн каркаса назначают в соответствии с требованиями типизации элементов конструкций и унификации габаритных параметров. Высоту этажа принимают кратной модулю 1,2м, т.е. 3,6; 4,8; 6м, а для первого этажа – иногда 7,2м. Наиболее распространенная сетка колонн каркаса 6х6, 9х6, 12х6м. Такие ограниченные размеры сетки колонн обусловлены большими временными нагрузками на перекрытия, которые могут достигать 12 кН/м2, а в некоторых случаях 25 кН/м2 и более.

2 Вопрос

Основные несущие конструкции многоэтажного каркасного здания – железобетонные рамы и связывающие их междуэтажные перекрытия. Каркас состоит из колонн, ригелей, расположенных в одном или в двух взаимно перпендикулярных направлениях, плит перекрытий и связей в виде ферм или сплошных стенок, выполняющих функции диафрагм жёсткости. Ригели могут опираться на колонны по консольной или бесконсольной схемам с размещением плит на полках ригелей или по их верху.

Колонны каркасов состоят из нескольких монтажных элементов высотой на один, два или три этажа. Сечение колонн прямоугольное 400х400 или 400х600мм с трапециидальными консолями, предназначенными для опирания ригелей. У крайних колонн - консоли с одной стороны, у средней – с двух сторон.

Колонны изготовляют из бетона классов В20…В50, рабочую арматуру – из горячекатаной стали периодического профиля класса А-III.Стыки колонн располагают над перекрытиями на высоте 0,6…1м. Конструкция стыка должна обеспечивать его равнопрочность с основным сечением колонны.

Ригели бывают прямоугольные (при опирании плит сверху ригелей) и с опорными полками (при опирании плит в одном уровне с ригелями).Высота ригелей унифицирована:800мм для сетки колонн 6х6м, 6х9м. В ригелях для зданий с сеткой колонн 6х6м применяют ненапрягаемую рабочую арматуру из стержневой стали класса А-III и бетон класса В20 и В30, а в ригелях для зданий с сеткой колонн 9х6м – предварительно-напряжённую арматуру из стали классов А-IIIв и А-IV.

Конструкции междуэтажных балочных перекрытий изготовляют в двух вариантах – с опиранием плит на полки ригелей и с опиранием поверх прямоугольных ригелей. Размеры основных плит, укладываемых на полки ригеля, - 1,5 х 5,55 или 1,5 х 5,05 м (для укладки у торца здания и у деформационных швов). При укладке поверх ригелей приняты плиты размером 1,5 х 6 м. Доборные плиты имеют ширину 0,75м при обычной длине.

Безбалочные перекрытия в многоэтажных производственных зданиях имеют меньшую высоту, чем балочные, благодаря чему при их применении уменьшается объём здания. Кроме того, при безбалочных перекрытиях упрощается прокладка трубопроводов под плоским потолком и создаются лучшие условия для вентилирования пространства под ним.

Железобетонный сборный каркас состоит из колонн высотой на один этаж, капителей, надколонных и пролётных плит сплошного сечения. Колонны с размерами 400 х 400, 500 х 500 и 600 х 600мм в месте опирания капителей имеют четырёхсторонние консоли и пазы по граням ствола. Основная капитель имеет в центре квадратное отверстие, по граням которого устроены пазы. Для пропуска инженерных коммуникаций предусмотрены капители с круглыми отверстиями диаметром 100 и 200 мм. На торцах плит имеются выпуски арматуры.

В зданиях с безбалочными конструкциями могут быть самонесущие кирпичные стены, самонесущие вертикальные и навесные горизонтальные стеновые панели. Каркасное здание рассматривают как систему многоярусных многопролётных рам с жёсткими узлами, работающих в двух направлениях. Образуют эти рамы колонны, капители и надколонные плиты.

Контрольные вопросы

1. Какие элементы входят в состав многоэтажных промзданий.

2. Какие конструктивные решения применяют в балочных перекрытиях?

3. Назовите элементы безбалочных перекрытий.

4. Назначение капителей в составе безбалочных перекрытий.

5. Какие стены используют в зданиях с безбалочными перекрытиями.