XXVIII. Каркасы многоэтажных промзданий с большими пролетами.

Конструктивные системы перекрытий.

Большими пролетами многоэтажных зданий называют пролеты размером 12м и более. В таких зданиях появляется возможность свободно размещать оборудование, легче осуществлять модернизацию производства.

При необходимости увеличения пролетов или полезных нагрузок увеличивается высота ригелей, что нежелательно. Целесообразнее перекрывать большие пролеты безраскосными фермами, в пределах высоты которых устраивать технические этажи. Безраскосные фермы позволяют осуществлять коммуникации в продольном направлении.

При шаге колонн 6м рекомендуемые размеры пролетов, прекрываемых фермами, равны 12, 18, и 24м. Высота технического этажа принимается 3,0 и 3,6м. Фермы выполняют в двух вариантах – железобетонные и стальные.

.Рис. XXVIII -1. Двухэтажный металли­ческий каркас

главного корпуса ав­томобильного

завода (фрагмент)

При необходимости укрупнения не только пролетов, но и шага колонн, конструктивные системы междуэтаж­ных перекрытий могут решаться тре­мя способами: в виде системы глав­ных и второстепенных балок или ферм (рис. XXVIII -1); с применением крупно­пролетного настила, укладываемого на балки или фермы, располагаемые с укрупненным шагом; с применением пространствен­ных конструкций, например перекре­стно-ребристых плит, опирающихся по углам на развитые опоры ( эффективно при сетках опор 24X24 и 36X36)

В многоэтажных производст­венных зданиях с каркасным несущим остовом системы перекрытий подраз­деляют на балочные — с ригелями, расположенными либо поперек здания, либо вдоль здания, либо перекрестно, и на безбалочные перекрытия, не име­ющие выступающих ребер (ригелей, балок). Балоч­ные с ригелями, расположенными по­перек здания, наиболее целесообразны. Но при проектировании иногда возникает необходимость про­леты, перекрываемые ригелями, рас­полагать вдоль здания. А продольное расположение риге­лей имеет ряд недостатков. Осложня­ется обеспечение жесткости каркаса в поперечном направлении: при распо­ложении многоэтажных рам вдоль здания необходимо при проектировании расставить элементы жесткости (связи, диафрагмы, ядра жесткости) в неразгороженных внутренними стенами произ­водственных помещениях; ригель, располагаемый вдоль стен, снижает уровень верха окон на 0,4...0,8 м, т. е. ухудшает освещенность помещения.

Рис. XXVIII -2. Перекрест­ная укладка настилов в перекрытии:

а — план;

б — разрезы;

в — схема распределения на­грузки на ригели;

г — ва­риант с ребристыми пли­тами;

/ — ригель;

2 — рас­пределение нагрузки

Перекрестное расположение риге­лей (рис. XXVIII -2) во многих отноше­ниях выгоднее продольного. При такой конструктивной системе отпадают проблемы, связанные с необходимостью обеспечения пространственной жесткости каркаса, т.к. легко осуществима рамная схема в двух направлениях. Упрощается размещение крупногабаритного провисающего оборудования, которое можно распо­лагать непосредственно на ригелях, уложенных в двух направлениях. Сни­жается нагрузка от перекрытий на каждый ригель: при расположении плит по схеме рис. XXVIII -2, в загрузоч­ная площадь снижается вдвое.

В ряде случаев может возникнуть необходи­мость применения монолитного несу­щего остова. В этом случае в про­мышленном строительстве чаще всего применяются также балочные системы. При монолитном решении плиты составляют одно це­лое с балками и ригелями. Толщина плит принимается 80... 100 мм. При такой толщине расстояния между балками не превышают 2,4 м; чаще — 1,5...2 м. Монолитные пере­крытия устраивают и при применении сборных изделий в виде отдельных монолитных участков.

Безбалочные перекрытия состоят из плоской многопролетной железобе­тонной плиты, опертой через капители на колонны, которые обычно распола­гаются в квадратной сетке (или близ­кой к квадрату в плане). Безбалочны­ми перекрытия названы из-за отсут­ствия выступающих ребер-ригелей. Их роль выполняют участки плит (шири­ной 0,2...0,3 от пролета), располо­женные между колоннами. Эти участ­ки, называемые междуколонными или надколонными, (рис. XXVIII -3). Безбалоч­ная конструкция работает в двух направлениях.

При монолит­ных плитах сетки колонн зданий не обязательно должны иметь унифици­рованные размеры. При применении же сбор­ных и сборно-монолитных безбалочных конструкций унификация геомет­рических параметров обязательна.

Рис. XXVIII -3. Безбалочные перекры­тия:

а — схема статической работы ячейки плиты перекрытия;

б — типы капителей безбалочных перекрытий;

/ — колонны; 2 — капитель;

3 — направления изгиба средней части плиты;

4 — то же, между колонной части плиты шириной, рав­ной с

Сборные безбалочные каркасы со­стоят из четырех элементов: колонн высотой в один этаж; железобетонных капителей; междуколонных (или надколонных) плит; средних плит. Каж­дая колонна имеет консоль, на кото­рой закрепляется капитель пирами­дальной формы — для опирания на нее междуколонных плит . Более простое решение имеет сборно-монолитное безбалочное перекрытие с плоскими капителями и с междуколонными плитами, располо­женными в одном направлении

От того, какой тип безбалочных перекрытий применен, зависит привязка наружных стен к разбивочным осям здания (рис. XXVIII -4). В этом случае нужно обратить внимание на то, что междуколонная плита является пло­ским ригелем (рис. XXVIII -3), и ее по­перечное сечение необходимо или со­хранять, или заменять на другие ре­шения.

Рис. XXVIII -4. Устройство опирания плиты по краю : а —опирание на несущую стену; б — на железобетонную обвязку; в — консольное решение по пе­риметру; г — на междуколонную плиту; д — то же, на специальную усиленную, укороченную плиту вдоль продольных стен

Ключевые слова:

- безраскосные фермы

- системы глав­ных и второстепенных балок (ферм)

- балочные и безбалочные перекрытия

- монолитные пере­крытия