МК_Справочник_том_2
.pdf
СПРАВОЧНИК
ПРОЕКТИРОВЩИКА
Òîì 2
Стальные конструкции зданий и сооружений
1998
ÁÁÊ 38.54 Ì 54
ÓÄÊ 624.014 (035.5)
Печатается по решению Ученого совета института ЦНИИпроектстальконструкция им. Н.П.Мельникова
Р е ц е н з е н т ы : специалисты кафедры «Металлические конструкции» Московского государственного строительного университета (зав.кафедрой д.т.н. профессор Ю.И.Кудишин).
Металлические конструкции. В 3 т. Т.2. Стальные конструкции зданий и сооружений. (Справочник проектировщика) / Под общ. ред. заслуж. строителя РФ, лауреата госуд. премии СССР В.В.Кузнецова (ЦНИИпроектстальконструкция им. Н.П.Мельникова) – Ì.: èçä-âî ÀÑÂ, 1998. – 512 ñòð. ñ èëë.
ISBN 5-87829-057-X
ISBN 5-87829-081-2
Справочник проектировщика «Металлические конструкции» общим объемом 150 а.л. в трех томах подготовлен коллективом ведущих ученых и специалистов стран СНГ по строительным металлоконструкциям. В справочнике обобщен мировой опыт проектирования и строительства традиционных и уникальных зданий и сооружений из металла, нашли отражение отечественные и зарубежные исследования и разработки последнего двадцатилетия. Впервые публикуются материалы по разработке проектов, изготовлению и монтажу дымовых труб, транспортерных галерей, градирен, крановых эстакад и др. Переживаемое страной резкое сокращение инвестиций и связанное с этим ускоренное старение эксплуатируемого металлофонда придают особую актуальность новому разделу из трех глав, в котором изложены обоснованные практикой рекомендации по организации, оснащению и выполнению реконструктивных, обследовательских и диагностических работ, а также методам усиления конструкций, элементов и узлов, исчерпавшим ресурс безотказной работы.
Коллектив авторов уверен в том, что выход этого капитального труда обеспечит снижение риска разрушений и отказов, повысит эффективность инвестиционных затрат и конкурентоспособность российских строителей, избавит от непрофессионализма множество предприятий, организаций, АО, СП и частных предпринимателей.
Справочник предназначен для работников научных и проектных организаций, работников экспертных базовых центров, конструкторских бюро, руководителей служб заводовизготовителей металлоконструкций, строительно-монтажных организаций, работников технического надзора за эксплуатацией, студентов, аспирантов и преподавателей Вузов и др.
ISBN 5-87829-057-X |
© Издательство АСВ, 1998 |
ISBN 5-87829-081-2 |
© Кузнецов В.В. и коллектив |
|
авторов, 1998 |
РАЗДЕЛ I
КОНСТРУКЦИИ КАРКАСОВ ЗДАНИЙ
ГЛАВА 1
УНИФИКАЦИЯ, ТИПИЗАЦИЯ И СТАНДАРТИЗАЦИЯ
1.1. ÎБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
Критерием оценки конструктивной формы и параметров металлических конструкций при их разработке является технико-экономическая целесообразность проектных решений для конкретных условий строительства (с оценкой решений по приведенным затратам), с учетом наличия производственных баз и материальных ресурсов у подрядчика и заказчика в конкретном регионе.
В проектах следует предусматривать максимально возможное применение унифицированных габаритных схем, рациональное использование типовых конструкций, возможно большую их серийность при наименьшем числе типоразмеров, наиболее совершенную технологию изготовления конструкций и методы их возведения, широкую индустриализацию строительства с использованием современных средств комплексной механизации строительного производства.
Положения по унификации, типизации и стандартизации, приведенные в данной главе, были вызваны потребностью в массовом строительстве одноэтажных производственных зданий, характерном для предшествовавших перестройке трех послевоенных десятилетий. Кризис, возникший в экономике в начале 90-х годов из-за радикальной перестройки всей системы хозяйствования, привел к резкому сокращению строительства новых объектов. По этой причине использование положений и рекомендаций главы сузилось и приобрело крайне ограниченный, выборочный характер. Однако, есть все основания полагать, что по мере выхода народного хозяйства из состояния паралича, объемы строительства будут существенно возрастать и обретут былую массовость.
Одним из непременных условий успешного выхода из образовавшегося тупика является сохранение всего положительного, достигнутого в недавнем прошлом. В этой связи неоценимую помощь в успешном проектировании и строительстве будущих высокоэффективных и экономичных объектов окажут справочные материалы, изложенные в этой главе, ибо в них использован и обобщен многолетний ценный опыт профессионально грамотного проектирования, изготовления, монтажа и эксплуатации металлоконструкций промышленных зданий и сооружений.
1.2. ÓНИФИКАЦИЯ
Унификация стальных конструкций составляет часть общестроительной унификации и тесно связана с унификацией объемно-планировочных и конструктивных решений ограждающих и несущих конструкций из других материалов. Цель унификации – ограничить число параметров зданий и элементов конструкций и создать на основе типизации и стандартизации предпосылки для механизированного крупносерийного изготовления конструкций и деталей. При выполнении работ по унификации объемно-планировочных и конструктивных решений зданий про-
3
мышленных предприятий, в том числе и со стальными конструкциями, руководствуются ГОСТ 23838-89 «Здания предприятий. Параметры.» и СНиП 2.09.02-85* «Производственные здания».
1.2.1.Единая модульная система. Единая модульная система в строительстве (ЕМС) представляет собой совокупность правил координации размеров объемнопланировочных и конструктивных элементов зданий и сооружений, строительных изделий и оборудования на базе модуля 100 мм. Цель применения ЕМС – создание основы для типизации и стандартизации в проектировании и строительстве.
1.2.2.Унификация пролетов, высот и шагов. При разработке проектов индивидуальных зданий со стальными конструкциями и отдельных их частей, а также чертежей типовых стальных конструкций и деталей пролет, высота помещений и шаг колонн назначаются с учетом приведенных далее указаний. Одноэтажные здания следует проектировать с параллельно расположенными равными пролетами одинаковой высоты. В соответствии с требованиями технологии допускается проектировать здания с пролетами двух взаимно перпендикулярных направлений, а также разной ширины и высоты. Перепады 1,2 м и менее между пролетами одного направления многопролетных зданий не допускаются.
Пролет, высота помещений и шаг колонн принимаются:
∙в зданиях, не имеющих опорных мостовых кранов: пролет 18 м и более, кратный 6 м; высота помещений 4,8 м и более, кратная 0,6 м; шаг колонн по крайним и средним модульным разбивочным осям 6 м и более, кратный 6 м;
∙в зданиях, оборудованных опорными мостовыми электрическими кранами:
пролет 18 м и более, кратный 6 м; высота помещений 8,4 м и более, кратная 0,6 м; шаг колонн такой же, как в зданиях без опорных мостовых кранов;
∙в зданиях, оборудованных опорными мостовыми ручными кранами: пролет 18 м; высота помещений от 6 до 9,6 с градацией 0,6 м; шаг колонн 6 м.
Температурные швы, перепады высот и примыкание взаимно перпендикулярных пролетов в зданиях следует решать, как правило, на парных колоннах. Температурные швы и перепады высот могут быть решены и на одиночных колоннах.
Шаг колонн у перепада высот параллельных пролетов здания следует принимать равным шагу колонн по крайним продольным модульным разбивочным осям, если это не противоречит технологическим требова-
|
|
|
|
ниям. Пролеты, кратные 3 м, но не кратные 6 м, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
могут быть применены при подтверждении целесо- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
образности принятого размера технико-экономичес- |
|
|
· |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
кими расчетами. |
|
|
1.2.3. Привязка колонн и стен одноэтажных зданий |
|
· |
к модульным разбивочным осям. Привязка конструк- |
|
|
тивных элементов к модульным разбивочным осям |
|
|
и размеры вставок между этими осями в местах |
a/2 |
a/2 |
температурных швов и примыканий взаимно пер- |
|
|
пендикулярных пролетов принимаются следующими: |
|
/ |
1) привязка колонн средних рядов к поперечным |
|
|
модульным разбивочным осям (кроме колонн в |
|
/ |
торцах зданий, у температурных швов и перепадов |
|
a |
высот) и к продольным модульным осям должна |
|
|
|
|
|
соответствовать указанной на рис.1.1. В зданиях, |
|
|
оборудованных мостовыми кранами, при наличии |
Рис.1.1. Привязка колонн |
проходов вдоль подкрановых путей допускается |
|
средних рядов к разбивочным |
смещать сечение верхней части колонн относитель- |
|
|
îñÿì |
но продольных модульных разбивочных осей; |
|
|
|
4
2)привязка колонн крайних рядов к продольным модульным разбивочным осям должна соответствовать указанной на рис.1.2à («нулевая» привязка) или на рис.1.2á в зависимости от объемно-планиро- вочных параметров и конструктивного решения;
3)привязка колонн крайних рядов к поперечным разбивочным осям, кроме колонн в торцах зданий,
óпоперечных температурных швов и при перепадах высот, должна соответствовать указанной на рис.1.2;
4)привязка колонн средних и крайних рядов в торцах зданий к поперечным модульным разбивоч- ным осям должна соответствовать указанной на рис.1.3à èëè 1.3á в зависимости от конструктивного решения; при этом допускается
размер 500 мм заменять бóльшим, но кратным 250 мм; привязка этих колонн к продольным модульным разбивочным осям должна соответствовать указанной на рис.1.1 и 1.2;
5) поперечный температурный шов на парных колоннах в зданиях с пролетами одной высоты следует решать, совмещая ось шва с модульной разбивочной осью. Допускается решение шва, при котором его ось размещается в пределах вставки размером 250 м между двумя модульными разбивочными осями; привязка парных колонн должна соответствовать указанной на рис.1.4à,á, при этом допускается размер 500 мм заменять бóльшим, но кратным 250 мм;
6) продольный температурный шов между парными колоннами в зданиях с пролетами одной высоты следует решать, предусматривая две модульные разбивочные оси со вставкой между ними; привязку колонн к этим осям принимать в соответствии с правилами, изложенными в п.2) (рис.1.5); при нали- чии подстропильных ферм грани
à) |
|
á) |
|
|
|
|
|
· |
|
· |
|
|
· |
|
|
/ |
|
|
/ |
· |
/ |
|
· |
/ |
|
|
|
|
|
|
e |
e |
|
250;500 |
Рис.1.2.Привязка колонн крайних рядов к разбивочным осям
à) |
á) |
|
· |
|
· |
|
b/2 |
b/2 |
b |
e |
500 |
b/2 |
e |
Рис.1.3.Привязка колонн в торцах зданий
à) |
·
|
b |
b |
|
· |
|
b/2 |
500 500 |
b/2 |
á) |
·
·
·
b b
·
b/2 500 500 b/2
250
Рис.1.4.Привязка колонн в поперечных температурных швах
5
колонн, обращенные в сторону шва, необходимо смещать с парных модульный разбивочных осей в сторону шва на 250 мм; размер вставки при этом должен равняться сумме размеров привязки к модульным разбивочным осям граней колонн, обращенных в сторону шва, и расстояния между этими гранями, равного 500 мм, или бóльшему размеру, кратному 250 мм (рис.1.5á,â,ã);
à) |
/ |
/ |
500 |
á) |
|
250;500 |
500 |
|
/ |
|
/ |
750 |
1000 |
â) |
|
|
500 |
500 |
250;500 |
|
|
/ |
|
|
/ |
|
1250 |
|
ã) |
|
|
250;500 |
500 |
250;500 |
|
|
/ |
|
|
/ |
1000 |
|
1500 |
Рис.1.5. Привязка колонн в продольных температурных швах
20 ìèí |
e |
|
|
|
d |
|
/ |
|
/ |
500 |
ñ 500 |
Рис.1.6. Привязка колонн в |
|
перепадах высот по длине |
|
одного пролета |
|
7)привязка колонн в местах продольных температурных швов к поперечным модульным разбивоч- ным осям, кроме колонн в торцах зданий и у поперечных температурных швов, должна соответствовать указанной на рис.1.5, привязка колонн в торцах зданий и у поперечных температурных швов должна соответствовать правилам, изложенным в п.п.7), 8);
8)привязка внутренней плоскости наружных стен к продольным и поперечным модульным разбивочным осям должна равняться сумме размеров привязки наружной грани колонн к этим осям и зазора между наружной гранью колонны и внутренней
плоскостью стен (рис.1.2 и 1.3); размер зазора å определяется условиями размещения деталей стен.
1.2.4. Привязка колонн и стен к модульным разбивочным осям при перепадах высот. Перепады высот по длине одного пролета допускаются в исключи- тельных случаях и должны быть обоснованы. В этих случаях перепады высот рекомендуется совмещать с температурными швами на парных колоннах, предусматривая две поперечные модульные разбивочные оси со вставкой между ними. Привязка колонн к этим осям должна приниматься по рис.1.6. Размер вставки должен быть кратным 50 мм и равняться (с округлением) сумме зазора å, толщины стены и зазора не менее 20 мм между наружной плоскостью стены и крайней поперечной модульной разбивоч- ной осью пониженного пролета.
6
При большой ширине здания, а также при сборных железобетонных колоннах перепады высот пролетов рекомендуется совмещать с продольными температурными швами, решая их на парных колоннах и предусматривая две модульные разбивочные оси со вставкой между ними. Привязка колонн к этим осям должна соответствовать правилам, изложенным в п.1.2.3(2). Размер вставки ñ (рис.1.7) должен быть кратным 50 мм и равняться (с округлением) сумме привязок к модульным разбивочным осям граней колонн, обращенных в сторону перепада, зазора å, толщины стены d и зазора не менее 50 мм между наружной плоскостью этой стены и гранью колонны пониженного пролета. При этом размер вставки должен быть не менее 300 мм (рис.1.7).
50 ìèí |
e |
d |
|
|
/ |
ñ |
/ |
50 ìèí |
e |
d |
|
|
250;500 |
|
/ |
ñ |
/ |
50 ìèí |
e |
d |
|
250;500 |
500 |
|
/ |
ñ |
/ |
50 ìèí |
e |
d |
|
250;500 |
250;500 |
|
/ |
ñ |
/ |
Рис.1.7. Привязка колонн в перепадах высот параллельных пролетов
Примыкание взаимно перпендикулярных пролетов следует решать на парных колоннах, предусматривая между крайней продольной и торцевой поперечной модульными разбивочными осями вставку ñ размером, кратным 50 мм и равным (с округлением) сумме размеров в соответствии с рис.1.8: при примыкании к продольной стороне повышенного пролета торцов пониженных пролетов – ïî ðèñ.1.8à èëè 1.8á;
à) |
á) |
e |
50 ìèí |
d |
|
|
2 |
|
2 |
ñ |
500 |
250;500 |
50 ìèí |
e d |
b/2 b/2 |
|
|
|
2 |
|
2 |
ñ |
500 |
â) |
|
50 ìèí |
e |
d |
b/2 b/2 |
|
|
|
2 |
|
2 |
ñ |
500 |
ã) |
|
|
250;500 |
|
e |
50 ìèí |
d |
b/2 b/2 |
|
|
|
|
|
2 |
|
|
2 |
|
ñ |
500 |
Рис.1.8. Привязка колонн в месте примыкания взаимно перпендикулярных пролетов
7
Пролеты, примыкающие торцами
Продольный шов
Поперечный шов
Ðèñ.1.5 
вставка
Вставка |
Шов взаимно перпен- |
|
дикулярного примыка- |
|
ния пролетов |
Рис.1.9. Сочетание продольных и поперечных швов в зданиях с взаимно перпендикулярными пролетами
при примыкании к продольной стороне пониженного пролета торцов повышенных пролетов – ïî ðèñ.1.8â èëè 1.8ã. Во всех случаях размер вставки должен быть не менее 300 мм.
Продольный шов между пролетами должен быть продлен в примыкающих перпендикулярных пролетах, где он является поперечным швом (рис.1.9). При этом вставка между продольными разбивочными осями в продольном и поперечном швах должна быть одинаковой, равной размерам, указанным на рис.1.5.
1.2.5. Привязка колонн и стен многоэтажных зданий к модульным разбивочным осям. Привязка конструктивных элементов к модульным разбивочным осям и размеры вставок между этими осями в местах температурных швов и примыканий многоэтажных зданий к одноэтажным принимаются следующими:
1)привязка колонн средних рядов к поперечным модульным разбивочным осям (кроме колонн в торцах зданий и у температурных швов) и к продольным модульным осям должна соответствовать указанной на рис.1.10;
2)привязка колонн крайних рядов к поперечным модульным разбивочным осям (кроме колонн в торцах зданий и у температурных швов), а также к продольным модульным разбивочным осям должна соответствовать указанной на рис.1.11;
. |
|
. |
a/2 |
a/2 |
|
. |
/ |
|
/ |
a |
|
Рис.1.10. Привязка колонн средних рядов многоэтажных зданий к разбивочным осям
|
/ |
e |
/ |
|
|
|
/ |
e |
250 |
/ |
|
a/2 |
|
|
e |
|
a/2 |
|
|
/ |
|
a |
/ |
|
|
Рис.1.11. Привязка колонн крайних рядов многоэтажных зданий к разбивочным осям
8
3)привязка колонн средних и крайних рядов в торцах зданий к поперечным модульным разбивочным осям должна соответствовать указанной на рис.1.12;
4)поперечный температурный шов следует решать, предусматривая две модульные разбивочные оси со вставкой между ними или совмещая ось шва с модульной разбивочной осью. Размер вставки определяется принятым конструктивным решением и возможностью использования типовых удлиненных или угловых стеновых панелей. Привязка парных колонн должна соответствовать указанной на
рис.1.13, при этом допускается размер 500 мм заменять бóльшим, но кратным 250 мм;
. |
|
. |
. |
|
|
|
|
. |
. |
. |
. |
e |
b/2 |
e 500 b/2 |
b/2 |
c |
b/2 |
b/2 |
|
|
|
|
|
. |
. |
. |
|
. |
. |
. |
b/2 |
|
|
. |
|
b/2 |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
500 |
|
500 |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
Рис.1.12. Привязка колонн |
Рис.1.13. Привязка колонн многоэтажных зданий |
многоэтажных зданий к |
к разбивочным осям в поперечных температурных |
разбивочным осям в торцах |
øâàõ |
5)продольный температурный шов на парных колоннах следует решать, предусматривая две модульные разбивочные оси со вставкой между ними; привязку колонн к этим осям следует принимать в соответствии с правилами, изложенными
âï.2);
6)привязка внутренней плоскости наружных стен к продольным и поперечным модульным осям должна соответствовать правилам, изложенным в п.1.2.3(8);
7)в зданиях, состоящих из одноэтажной и многоэтажной частей, следует предусматривать единую сетку модульных разбивочных осей. При наличии в одноэтажной части здания продольного температурного шва – образующийся в многоэтажной части здания поперечный температурный шов решается со вставкой между модульными разбивочными осями; вставка между модульными разбивочными осями в продольном и поперечном швах должна иметь одинаковую величину, равную размерам, указанным в п.1.2.3(5) и п.1.2.3(6) (рис.1.14);
8)размер вставки между параллельными крайними модульными разбивочными осями одноэтажных и многоэтажных частей зданий по линии пристройки следует назначать таким, чтобы в местах примыкания этих частей могли быть установлены типовые стеновые панели.
9
|
|
6000 ×n |
6000 |
6000 |
6000 |
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
500 |
500 |
|
|
|
|
|
1 |
|
1 |
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
×n |
4 |
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
L 1 |
L 1 |
12000 ×n |
12000 |
12000 |
|
Рис.1.14. Сочетания одноэтажной и многоэтажной частей зданий
1 – многоэтажные пристройки;
2 – поперечный шов без вставки;
3 – продольный шов; 4 – вставка
1.2.6. Уклоны кровли принимаются:
при кровле из рулонных и мастичных материалов в покрытиях зданий, вклю- чающих стропильные конструкции – 2,5÷5%;
при кровле из листовых профилированных материалов – 10 ÷25% в зависимости от геометрических размеров кровельных листов, длины скатов покрытий, наличия и качества герметиков, и климатических условий района строительства; кровли зданий предприятий металлургической промышленности допускается проектировать с уклоном более 25%.
1.2.7. Габаритные схемы. При проектировании одноэтажных производственных зданий массового строительства руководствуются указаниями ГОСТов и других нормативных документов, регламентирующих сочетания пролетов, высоты помещений, шага колонн и грузоподъемности кранов.
1.3. ÒИПИЗАЦИЯ
Типизация стальных конструкций – одно из важнейших условий способствующих повышению степени индустриализации промышленности металлических конструкций. Основные цели типизации: повышение качества проектов, сокращение объемов проектной документации и сроков их выдачи; уменьшение трудоемкости изготовления и монтажа, улучшение качества конструкций; повышение серийности конструкций и создание предпосылок для организации крупносерийного высокомеханизированного и автоматизированного поточного производства; увеличе- ние надежности и долговечности зданий и сооружений.
10