8. Сталевий каркас

Сталевий каркас застосовують у будинках зукрупненной сіткою колон, з великою заввишки, при вимогах прискореного будівництва. Сталевий каркас одноповерхового промислового будинку включає у собі комплекс наступних конструктивних елементів: колони,стропильние іподстропильние ферми, підкранові балки, прогони, елементифахверка та зв'язку. Елементи пов'язані між собою і злочини утворюють просторову геометричнонеизменяемую систему.

Поперечні рами, які з шарнірно чи жорстко пов'язаних між собою колон і ригелів, є головними несучими конструкціями будинку, сприймають вертикальні і горизонтальні навантаження.

Захист сталевих конструкцій від надмірного нагріву виробляється обличкуванням вогнетривкими матеріалами (керамікою, бетонами тощо.) і

установкоюотражательних екранів при постійному чи часовому джерелітеплоизлучения (що на деяких ділянках ТР).

Сталеві колони випускають постійного за висотою перерізу йпеременно-ступенчатие . Розрізняють колони суцільні і наскрізні .

Стіни

До зовнішнім стінах промислових будинків пред'являють такі вимоги: збереженнятемпературно-влажностного режиму приміщень, міцність і стійкість;огнестойкость і довговічність;индустриальность спорудження; відповідність естетичним вимогам; економічність, невеличкий вагу, зокрема можливість використання місцевих будівельних матеріалів.

Вибір матеріалу стін значною мірою залежить відтемпературно-влажностного режиму приміщень та кліматичних умов району будівництва.

Стіни промислових будинків поділяються наненесущие (начіпні),самонесущие і несучі.

>Навесние стіни виконують, переважно,ограждающие функції і власної ваги передають на колони каркаса.

>Навесная конструкція стін з промисловою будинках має переважне поширення. Виконують з азбестоцементних і металевих листів, і панелей.

>Самонесущие стіни несуть власний вагу не більше повної висоти будинку. Виконують з залізобетонних панелей.

>Несущие стіни застосовують у будинкахбескаркасних і з неповним каркасом з цегли, блоків, монолітного залізобетону. Будучи одночасно несучою іограждающей конструкцією, які мають стіни сприймають вагу покриття, вітрові і снігові навантаження.Кирпичние стіни промислових будинків на силу великий довжини зміцнюють пілястрами, або виконуютькриволинейного чи ламаного обриси у плані.

>Покрития

У системі конструкцій промислового будинку покриття займає відповідальне місце. Воно визначає довговічність, характер внутрішнього простору, архітектурне обличчя будинку.

По конструктивної схемою покриття поділяють на площинні і просторові.Плоскостние покриття, застосовувані, зокрема, й у будинкахСТОА, є універсальними і простими в спорудженні і надійними в експлуатації.Несущие іограждающие конструкції працюють незалежно друг від друга.

Особливістю просторових покриттів є суміщення у яких функцій несучих і огороджуючих конструкцій. Усі елементи просторової системи працюють як єдине ціле. Просторові покриття, маючикриволинейную поверхню раціональної геометричній форми, мають високоїжесткостью і найбільш доцільні в будинках з прольотами понад 30 м. Складні за конструкцією ітрудоемки під час монтажу.

По профілю поперечного перерізу покриття поділяють одне–, двох– імногоскатние, плоскі,шедовие і криволінійні.

>Односкатние покриття застосовують рідко (воднопролетних будинках до 12 м).Двухскатние покриття застосовують уоднопролетних будинках будь-який ширини.

>Многоскатние покриття застосовують умногопролетних будинках, причому кожен проліт перекриваютьдвухскатним покриттям.

Пласкі перекриття застосовують для будинків багатьох галузей промисловості, зокрема й у обслуговування автомобілів.

Будівлі нічого не винні матисветоаерационних ліхтарів.

З використанням пласких покриттів створюються умови для устрою асфальтової іводонаполненной покрівель.

>Шедовие покриття складаються з цілого ряду орієнтованих північ вертикальних чи похилихостекленних поверхонь.Шедовие покриття виключають потрапляння до приміщення прямих сонячних променів, доцільні в будинках, виділені на виробництв, потребують хорошого рівномірного природного освітлення.

>Криволинейние покриття отримали стала вельми поширеною у будівництві будинків з просторовими і висячими системами, що дозволяє перекривати великі прольоти.

>Плоскостние покриття

Вибір типу, і матеріалу несучих конструкцій покриття виробляють із урахуванням району будівництва, ширини прольотів, розміру й характеру навантажень на покриття, системи розміщуваних під покриттям комунікацій типу покрівлі та інших.Несущие конструкції площинних покриттів виконують із залізобетону, металу і комбіновані.

У площинних покриттях зазвичай застосовують такі типи несучих конструкцій – балки, ферми, арки і рами.

Залізобетонні балки застосовують для устрою покриттів з промисловою будинках припролетах 6, 9, 12 і 18 м. Залізобетонні балки може бути односхилими,двухскатними і з паралельними поясами.

>Односкатние балкиопирают на залізобетонні колони різною висоти, яка кратна модулю 600 мм.

Залізобетонні ферми застосовують для перекриття прольотів 18, 24 і 30 м, їх із кроком 6 та дванадцяти м .

а – сегментна; б – аркова; в – трикутна; р –полигональная; буд – те, зі зниженим нижнім поясом; е – з паралельними поясами

Залізобетонні ферми покриттів

Застосування18-метрових ферм доцільно у разі, як у межах покриття необхідно розмістити комунікаційні трубопроводи і вентиляційні канали або використати бодаймежферменное простір для устрою технічних поверхів.

Залізобетонні арки доцільно застосовувати на великихпролетах (40 метрів і більш).

>Опорами арок може бути колони будівлі спеціальні фундаменти. При великихпролетах арки, зазвичай,опирают безпосередньо на фундаменти.

У практиці будівництва застосовують переважно арки з збірних елементів, які збирають із блоків.

Залізобетонні рами влаштовуютьоднопролетними імногопролетними, монолітними і збірними .

Рами єстержневую конструкцію, геометричну незмінюваність якої забезпечують жорсткі сполуки елементів рами в вузлах.Очертание ригелів в рамі то, можливо прямолінійним, ламаним чикриволинейним. Стойки рам можуть виступати із площини стін в зовнішню бік, що саме й надає будинку своєрідне архітектурне вирішення яких суміщені які мають іограждающие функції. Просторові покриття виконують з площинних елементів, монолітно пов'язаних між собою - і працюючих як єдине ціле. Матеріалами їм служать метал і залізобетон (монолітний, збірний ісборно-монолитний).Экономични в витратах будівельних матеріалів, підвищенажесткость і міцність.

До просторовим конструкціям покриттів ставляться: оболонки, складки, бані, склепіння і висячі системи.

>Оболочки є просторові тонкостінні конструкції зкриволинейними поверхнями.

Застосовують кілька типів оболонок. Найпростішими є циліндричні оболонки, застосовувані припролетах 24 – 48 м.Оболочка складається з тонкої вигнутій по циліндричною поверхні плити, посиленою бортовими елементами. Їїопирают по торцям на діафрагми, підтримувані колонами. Розрізняють оболонки короткі довгі.Оболочка вважається короткій при співвідношенні ширини допролету < 1, якщо 1, то оболонку називають довгою що утворюють стелю. У зоні горища мають повітроводи, світильники, електромережу.

З циліндричних оболонок, володіючи їхніми похило, створюють званішедовие покриття, що мати зубцюватий чи пилкоподібний поперечний профіль . Їх проліт приймають до 48 м при кроці чи довжині хвилі 12 м. Різновидшедових покриттів –коноиди. Поверхняконоида отримують шляхом руху прямий котра утворює,передвигающейся паралельно сама собі з двох котрі спрямовують, одній із яких є пряма лінія, іншу – крива будь-якого обриси. Найчастіше за криву котра спрямовує приймають дугу кола чи параболу. У торцяхконоида влаштовують діафрагмижесткости як ригеля, має криволінійне обрис.Оболочкиконоида зазвичай мають прольоти до 12 м із довжиною хвилі до 90 м, у своїй шкаралупу виконують завтовшки до 100 мм .Диафрагмижесткости в оболонкахшедового типу можна вигляді залізобетонних арок з затягуваннями, інколи ж як сталевих ферм Уоррена

Заповнення діафрагмиостекленнимипереплетами чистеклоблоками дозволяє забезпечитиосвещенность виробничих приміщень.

>Пологие оболонки (двоякою позитивної кривизни) влаштовують в будинках з квадратної і прямокутної сіткою колон. Для сіток колон1818 –3636 м розроблено типові рішення зунифицированними конструктивними елементами.

>Оболочка складається з збірних елементів і спирається на контурні ферми, арки чи стіни.Оболочки виконують з типових плит розміром33 метрів і36 м . По контуру оболонки вкладають плити зутолщенними бортовимиребрами. У разі потреби в плитах може бути влаштовані отвори длясветоаерационних ліхтарів.

>Оболочки як гіперболічного параболоїда (двоякою негативною кривизни) дозволяють отримати покриття, які мають поруч переваг проти оболонками інших типів. Але вони ширше архітектурні можливості, менший обсяг, яку він обіймав оболонкою стосовноперекриваемой площі, стійкість форми при дії вертикальної навантаження.

>Оболочками як гіперболічного параболоїда можна перекривати виробничі будинку і з прямокутної сіткою колон186 м,246 м, і з квадратної1818 м,2424 м,3030 м,4242 метрів і більш.Оболочки по контуру спираються на ферми.

>Оболочки негативною кривизни мають досить хороші техніко-економічні показники по витраті матеріалу. До вад слід віднести великі трудові витрати під час виготовлення плит і монтажі оболонки.

>Складчатого типу конструкції для устрою покриттів промислових будинків застосовують рідко. Для промислових будинків з прольотами 18–36 метрів і кроці колон 12 м розроблена збірна залізобетонна складка, встановлена з пласких елементів.

>Складки з пласких елементів більшиндустриальни проти циліндричними оболонками.

>Складка складається з бортових балок,арок-диафрагм і трьох типів ребристих плит).

Бані застосовують для устрою покриттів над промисловими будинками чи спорудами, мають круглу форму у плані. Вони вивести з збірних залізобетонних елементів і монолітними. Перші – з ребристої структурою, другі – з гладкою.

Збірні залізобетонні бані мають радіальну чирадиально-кольцевуюразрезку поверхні на збірні елементи .

Поруч із суцільними залізобетонними влаштовують сітчасті бані, які збирають ізрешетчатих прямокутних, ромбовидних чи шестикутних панелей. По витраті матеріалів бані економічніше інших типів оболонок.Купольное покриття складається з оболонки, та нижнього опорного кільця. За наявності центральногопроема влаштовують також верхнє кільце,окаймляющеепроем

>Своди застосовують для устрою покриттів будинків припролетах до 100 метрів і більш. Для таких великих прольотів тонкостінні склепіння є з раціональних конструктивних рішень. Особливість цієї конструкції – наявністьраспора, який передається на опори чи сприймається затягуваннями.Своди можуть спиратися на вертикальні які мають конструкції (колони, стіни) чи на фундаменти.

Найбільшого поширення набула отрималибочарние і хвилясті склепіння, збірні елементи яких мають криволінійне чискладчатое поперечне перетин.

Нині знаходять застосування склепіння, освічені шляхом блокування арок, виконаних з прямолінійнихармоцементних елементівскладчатого поперечного перерізу шириною 3 м. Розроблені типові рішення прольотів 18 – 60 м забезпечують максимальнусборность конструкції покриття, використання мінімального числа типорозмірів елементів, простоту монтажу.Покрития припускають можливість устрою верхнього природного освітлення, аерації і підвіски транспортного устаткування.

Аркиопирают або наподстропильние конструкції,укладиваемие на колони, або на фундаментні балки,укладиваемие постолбчатим фундаментам .

Висячі покриття останніми роками знаходять все популярнішими, особливо в будівництві промислових будинків з більшими на прольотами, зокрема і автотранспортних підприємств .

Основне гідність висячого покриття – його несуча конструкція – ванти (сталеві троси) – працює лише з розтягнення, завдяки чому перетинвантов підбирають лише з умов міцності.

Висячі конструкції прості в монтажі, їх можна використовувати за будь-якої конфігурації плану будинку, вони теж мають невелику будівельну висоту,транспортабельни.

Недоліками висячих конструкцій можна вважати складність устрою опорних конструкцій дораспора (особливо в прямокутної формі плану), і навіть складність забезпечення загальної просторовоїжесткости системи.

По конструктивної схемою покриття може бути висячими чи підвісними, пласкими чи просторовими,однопролетними чимногопролетними .

У промисловому будівництві найбільшого поширення отримали висячівантовие конструкції шатрового чи увігнутого типу, що влаштовують над будинками, і з круглим, і з прямокутним обрисом плану.Шатровое покриття над круглим у плані будинком складається з радіально розташованих вант, одним кінцемприкрепленних до сталевому кільцю, встановленому по центральній колоні, іншим кінцемприкрепленних до залізобетонному кільцю, що йде за периметром будівлі і розташованому нижче першого кінця радіальних вант. Різниця оцінок кінців радіальних вант забезпечує необхідний ухил покрівлі .

Можливий варіант устрою покриття і центральної колони. І тут центральне сталеве кільце мають нижче опорного і стік води з покрівлі здійснюють безпосередньо всередину, з водостоку.

Останнім часом для будинків промислового типу застосовують висячі конструкції прольотом до 200 м. Прикладом висячої системи на прямокутному плані то, можливо покриття гаражу прольотом 78 метрів за р. Красноярську .

Покриття є попередньонапряженную залізобетонну оболонку, працюючу на розтягнення.

На систему, з паралельно розташованих гнучких вант, покладені збірні залізобетонні плити.

У будинку автобусних майстерень прольотом 50 метрів за Німеччини застосованадвухпоясное висяче покриття. Висячі ферми, мають крок 5,4 м, складаються з несучих і натяжних елементів. Між фермами підвішена сітка з сталевих стрижнів, через яку покладеніасбестоцементние настили, утеплювач ірулонная покрівля .

Увантовом покритті будинку прямокутного обриси прольотом 96 м крім вант, працівників розтягнення, може бути передбачені залізобетонні балкижесткости, мають невелику висоту піднесення. Балки підвішують до вантах і водночасопирают на трикутні стійки. По балок вкладають залізобетонні панелі розміром312 м .

>Вантовое покриттябольшепролетного будинки прольотами 60+12+60 складається з залізобетонній етажерки шириною 12 м,криволинейних балок довжиною 60 метрів і панелей розміром312 м .

У верхню частину етажерок, що використовуються розміщення адміністративно-побутових приміщень, колони утворюють трикутники, яких на канатах підвішують балки. Такавантовая система називається консольної.

Винесення несучих елементіввантових покриттів із приміщення межі покрівлі в розглянутих вище прикладах дозволяє вільно розвивати висотупролетной конструкції, не збільшуючи обсягу приміщення. Ритм виносних конструкцій на фасад будинку допоможе надати йому велику пластику і архітектурну промовистість.