1.23. Конструкции одноэтажных производственных зданий с железобетонным каркасом

Железобетонные колонны. Классификация основных колонн.

Фахверковые колонны. Закладные детали. Узлы.

Служат только для крепления стен. Железобетонные фахверковые колонны устанавливаются в торцах здания и между основными колоннами у продольных стен при шаге основных колонн 12 м и 6-метровых стеновых панелях. Они частично воспринимают массу стен и ветровые нагрузки. Железобетонные фахверковые колонны имеют сечение от 300x300 до 400x400 мм; колонны кольцевого сечения имеют диаметр 300 мм.

Соединяют фахверковые колонны с фундаментами и диском покрытия на шарнирах. К фундаментам колонны крепят анкерными болтами. Верхние концы колонн торцового фахверка крепят к стропильным конструкциям, ветровым балкам или фермам, а продольного фахверка — к плитам покрытия и вертикальным связевым фермам. Такое соединение обеспечивает передачу ветровых нагрузок на каркас здания и исключает воздействие вертикальных нагрузок от покрытия на колонны фахверка.

Фахверковые колонны состоят из двух швеллеров № 20, соединенных накладками при высоте сечения до 0 4 м или решеткой из уголков 50X5 мм при большей высоте. Если высота колонн превышает 10 м, то колонны фахверка развязываются распорками из уголков в одном или двух уровнях. Верхняя часть перегородок навешивается на ригели, которые крепятся к насадкам фахверковых колонн и к конструкциям покрытия. 

а — железобетонные торцового фахверка; 1 — железобетонная колонна торцового фахверка; 2 — соединительные элементы; 3 — ограждение покрытия; 4 — стропильная конструкция; 5 — бетон М150; 6 — стальная пластина толщиной 20 мм; 

Железобетонные подкрановые балки. Классификация.

Узел опирания подкрановой балки на колонну.

Тормозные упоры.

В узлах крепления подкрановых балок к существующим колоннам каркаса смонтированы тормозные упоры для восприятия горизонтального давления крана.

1.24. Конструкции одноэтажных производственных зданий. Покрытия промышленных зданий

Общие понятия. Требования. Классификация покрытий.

Покрытие промышленного здания определяет долговечность, характер внутреннего пространства и внешний облик здания. На него приходится от 20 до 50% от общей стоимости одноэтажного здания.

По теплотехническим качествам покрытия делят на утепленные и неутепленные. Их выбирают с учетом требований условий микроклимата помещений, климатических особенностей района строительства и способа удаления снега с кровли здания.

Утепленные покрытия устраивают над отапливаемыми помещениями. Толщину утеплителя назначают с расчетом, чтобы исключить образование конденсата на внутренней поверхности покрытия. Ендовы часто делают менее утепленными, нежели основное покрытие, что способствует их большему прогреву и исключает скопление снега и образование наледей.

Неутепленные покрытия устраивают в неотапливаемых зданиях и с избыточными выделениями тепла.

По конструктивным схемам покрытия классифицируют на плоскостные и пространственные. В первых несущие и ограждающие конструкции работают в основном независимо друг от друга. Во вторых – функции несущих и ограждающих конструкций совмещаются. Пространственные покрытия, имея криволинейные поверхности рациональной геометрической формы, обладают высокой жесткостью, позволяют снизить расход материала и целесообразны в зданиях с пролетами, превышающими 30 м.

Покрытия должны иметь хорошую гидроизоляцию, теплозащиту, должны быть прочными, долговечными и надежными в эксплуатации, обладать необходимыми огнестойкостью и пожарной безопасностью, быть индустриальными, иметь простые и надежные узловые сопряжения конструктивных элементов.

Конструкции покрытий

Покрытия промышленных зданий, как правило, устраивают бесчердачными. Состоят они из несущих и ограждающих конструкций.

Несущими стропильными конструкциями являются фермы, балки, арки и рамы. Они поддерживают ограждающую часть, придавая ей, соответствующий материалу кровли, необходимый уклон.

Ограждение включает настил, пароизоляцию, утеплитель, выравнивающую стяжку и гидроизоляцию.

В неутепленных покрытиях отсутствуют пароизоляция и утеплитель.

В одноэтажных промышленных зданиях наиболее распространены покрытия из крупноразмерных плит, укладываемых по верхним поясам стропильных конструкций. При использовании настилов из мелкоразмерных элементов последние опирают на прогоны, укладываемые на стропильные конструкции.

Железобетонные несущие конструкции покрытий. Стропильные и подстропильные балки. Классификация.

Железобетонные балки покрытия: а, г - односкатные и плоские двухтаврового сечения; б - то же, для многоскатных покрытий; в - решетчатая для многоскатных покрытий; д - узел опирания балки на колону;  1 - анкерный болт; 2 - шайба; 3 - опорная плита

Для пролетов 6 и 9 м балки имеют тавровое сечение с высотой на опоре 590 и 890 мм.

Балки пролетами 12 и 18 м изготавливают двутаврового или прямоугольного сечений с высотой на опоре 890, 1190 и 1490 мм. Балки двутаврового сечения с толщиной стенки 80 мм усилены на опорах массивными вертикальными ребрами. Для снижения массы в балках прямоугольного сечения устраивают отверстия. Такие балки

опорных частях просты в изготовлении и облегчают разводку верхних коммуникаций, но имеют больший вес, нежели балки таврового или двутаврового сечений.

На верхнем поясе железобетонных балок предусматривают закладные элементы для крепления прогонов или плит покрытия, на нижнем поясе и стенке – для крепления подвесных путей, а в – стальные листы с вырезами для крепления балок к колоннам.

Железобетонные подстропильные балки имеют тавровое сечение с полкой понизу, усиленной в местах опирания на них стропильных балок. При этом со стороны опирания на подстропильную балку стропильная укорачивается на 100 мм.

Стропильные и подстропильные фермы, классификация.

Железобетонные фермы покрытия: а - сегментная; б - арочная безраскосная; в - с параллельными поясами; г - трапецеидальная; д - фрагмент разреза покрытия здания с применением подстропильных ферм

Более эффективны по сравнению с балками железобетонные фермы, которые используют в зданиях пролетом 18, 24, 30 и 36 м (рис.13.12). Они могут быть сегментные, арочные с параллельными поясами, треугольные и др. Между нижним и верхним поясами ферм размещают систему стоек и раскосов. Решетку ферм предусматривают таким образом, чтобы плиты перекрытий шириной 1,5 и 3,0 м опирались на фермы в узлах стоек и раскосов. Широкое применение получили сегментные безраскосные железобетонные фермы пролетом 18 и 24 м. Для уменьшения уклона покрытия для многопролетных зданий предусматривают устройство на верхнем поясе таких ферм специальных стоек (столбиков), на которые опирают панели покрытия. Межферменное пространство рекомендуется использовать для пропуска коммуникаций и устройства технических и межферменных этажей. Крепят фермы к колоннам болтами и сваркой закладных элементов.

Треугольные фермы применяют, в основном, для кровель из асбестоцементных и металлических листов, а с параллельными поясами – для плоских покрытий под рулонную кровлю.

Унифицированные железобетонные подстропильные фермы предусмотрены для скатных и малоуклонных покрытий при шаге колонн 12 м и стропильных конструкциях в виде железобетонных раскосных и безраскосных ферм, установленных с шагом 6 м. Такие фермы рассчитаны на сосредоточенную нагрузку от стропильных ферм, приложенную в середине пролета от 800 до 1500 кН.

Подстропильные железобетонные фермы для скатных покрытий имеют горизонтальный нижний и ломаный верхний пояса. Опорные участки ферм усилены для опирания на них стропильных ферм. Стойки у опор предназначены для опирания плит покрытия.

Унифицированная подстропильная железобетонная ферма для малоуклонных покрытий имеет горизонтальный нижний и ломаный верхний пояса, усилена площадками для опирания стропильных ферм и рассчитана на нагрузку от 580 до 1330 кН.

Подстропильные железобетонные фермы изготавливают с предварительным напряжением нижнего пояса и стоек, что повышает их трещиностойкость и обеспечивает возможность применения их в зданиях с агрессивными воздушными средами.

Плиты покрытия, классификация.

В зависимости от конструктивных особенностей и предназначения плит перекрытия, различают три основных типа:  - пустотные плиты перекрытия (т.е.  с пустотами);  - монолитные плиты перекрытия;  - ребристые плиты перекрытия.  Железобетонные плиты перекрытия с пустотами применяются в качестве несущей части перекрытий зданий, поскольку отличаются хорошей звукоизоляцией и меньшим весом в сравнении с другими железобетонными плитами. Количество пустот, их форма и расстояние между пустотами зависят от требований проектной документации, которая учитывает предполагаемую нагрузку и условия эксплуатации плит перекрытия.  Монолитные плиты перекрытия используются для строительства дорог и коммуникаций. 

Наиболее часто в качестве несущих элементов покрытий применяют предварительно напряженные железобетонные ребристые плиты (см. схему ниже) размером 1500х6000 и 3000х6000 мм, реже 1500х12000 и 3000х12000 мм. Плиты укладывают на фермы или балки покрытия и скрепляют с ними путем сварки стальных закладных деталей в плитах и фермах (балках). Швы между плитами заполняют цементным раствором марки не ниже М 200.

Плиты - оболочки длиной на пролет. Основные узлы.