Колонны железобетонные промышленных одноэтажных зданий: Железобетонные колонны в промышленных зданиях

Содержание

Железобетонные колонны в промышленных зданиях


Новый сервис - Строительные калькуляторы online


По положению в здании колонны подразделяются на крайние и средние.

К крайним колоннам с наружной стороны примыкают стеновые ограждения.

Для производственных зданий пролетного типа разработаны типовые колонны сплошного прямоугольного сечения (одноветвевые) и сквозного прямоугольного сечения (двухветвевые).

Колонны сплошного прямоугольного поперечного сечения подразделяют на типы:

- К – для каркасов зданий без мостовых кранов;

- КК – для каркасов зданий, оборудованных мостовыми электрическими опорными кранами;

- ККП – для каркасов зданий, оборудованных мостовыми электрическими кранами, с проходами в уровне крановых путей.

Колонны сквозного сечения подразделяют на типы:

- КД

– для каркасов зданий, оборудованных электрическими опорными кранами;

- КДП – для каркасов зданий, оборудованных мостовыми опорными кранами, с проходами в уровне крановых  путей.

Колонны предназначены для применения в зданиях:

- расположенных в I–IV географических районах по скоростному напору ветра и по весу снегового покрова;

- с неагрессивной, слабо; и среднеагрессивной  газовой средой;

- отапливаемых – без ограничения расчетной зимней температуры наружного воздуха;

- неотапливаемых – при расчетной зимней температуре не ниже –40°С;

- в сейсмических районах (в зданиях с расчетной сейсмичностью 7; 8 или 9 баллов).

Для зданий с железобетонными подстропильными конструкциями высота колонн принята на 600 мм меньше, чем для зданий, в которых применяются только стропильные конструкции.

Колонны рассчитаны на вертикальные нагрузки от веса покрытия, фонарей, коммуникаций, навесных стен, собственного веса, от снега, подвесных и мостовых опорных кранов, а также на горизонтальные (ветровые, сейсмические и температурные) воздействия.

Колонны спроектированы из тяжелого бетона классов В15–В40.

Основная рабочая продольная арматура в колоннах без предварительного напряжения – стержневая из горячекатаной стали периодического профиля класса А III.

Все колонны предназначены для применения в случаях, когда верх фундамента имеет отметку – 0,150.

Во всех колоннах в местах опирания стропильных конструкций и подкрановых балок, в край­них колоннах – на уровне швов стеновых панелей, в связевых колоннах – в местах примыкания продольных связей  устраивают закладные элементы,  заанкеренные  в бетон или приваренные для фиксации положения к рабочей арматуре.

Закладные элементы в местах опирания подкрановых балок и стро­пильных конструкций состоят из стального листа с пропущенными сквозь него анкерными болтами.

Бетон под ними усиливается косвенными арми­рованными сетками.

При стальных фермах и подкрановых балках опорные закладные элементы несколько видоизменяются – лист усиливается плитой, рассчитанной на сосредоточенное давление опорных ребер, и меняется расстановка анкерных болтов.

Стальные подстропильные фермы крепятся к стальным надопорным стойкам.

Длину колонн подбирают с учетом высоты цеха и глубины заделки фундамента.

 

                                                   а                                                          б

 

Железобетонные колонны для здания высотой 10,8 – 14,4 м  без опорных кранов:

а – крайнего ряда; б – среднего ряда

 

Для соединения с фундаментом колонна заводится в стакан на глу­бину минус - 0,900 м.

Для крайних колонн принята нулевая привязка к продольной разби­вочной оси.

Все колонны имеют прямоугольное, постоянное по высоте сечение.

 

                                                         а                                                                б

 

Железобетонные колонны для зданий высотой 8,4 – 14,4 м, оборудованных опорными кранами: 

а – крайнего ряда; б – среднего ряда

 

Шаг колонн составляет 6 и 12 м.

Колонны имеют консоли для опи­рания подкрановых балок.

Они рассчитаны на нагрузки от покрытия до 700 даН/м

2 мостовых кранов и ветра.

Для колонн наружных рядов с шагом 6 м принята нулевая привязка, при шаге 12 м привязка равна 250 мм.

Все колонны предназначены для использования в условиях, когда верх фундаментов имеет отметку минус 0,150.

Колонны имеют прямоугольное поперечное сечение как в верхней (надкрановой), так и в нижней (подкрановой) части.

Для соединения с фундаментом колонна заводится в стакан на глу­бину минус 1,000 м.

 

                                                                    а                                      б

Железобетонные двухветвевые колонны:

а – колонна крайнего ряда; б – колонна среднего ряда

 

Шаг колонн по крайним рядам 6 и 12 м, по средним только 12 м.

Шаг стропильных конструкций 6 и 12 м.

Для крайних колонн при шаге 6 м; Н ≤ 14,4 м; Q ≤ 30 т принята ну­левая привязка, в остальных случаях 250 мм.

Подкрановая часть колонн двухветвевая.

Ветви связаны горизон­тальными распорками через интервал 1,5–3 м.

Все колонны предназначены для использования в условиях, когда верх фундаментов имеет отметку минус 0,150.

Отметка головки кранового рельса рассчитана, исходя из высоты кранового рельса (с прокладкой) 150 мм и высоты подкрановых балок.

Для соединения с фундаментом колонна заводится в стакан на глу­бину минус 1,05м.

 

Железобетонные двухветвевые колонны с проходом в уровне крановых путей

Колонны применяются в случае необходимости устройства проходов для постоянного наблюдения за состоянием крановых путей при высоте здания до 14,4 м, пролете до 36 м, шаге по крайним колоннам 6 или 12 м, по средним колоннам - 12 м, грузоподъёмности опорных кранов до 30 т.

Привязка наружной грани крайних колонн к оси 500 мм, оси кранов к оси здания – 1000мм.

Для проходов в шейке колонны устроены лазы размером 400*2200 мм.

Колонна формуется из бетона марки 300-400.

Ветви ствола и шейки армируются сварными каркасами; подкрановый, промежуточные и нижний ригели – вязаной арматурой, собираемой из отдельных стержней.

Колонны снабжены закладными элементами для распалубки и крепления инвентарных монтажных приспособлений, опирания железобетонных или стальных подкрановых балок и стропильных конструкций, опирания и навески стеновых панелей и крепления стальных связей.

 

 

Двухветвевые колонны с проходом  в уровне крановых путей


 

 


Двухветвевые колонны для зданий с мостовыми кранами

Применяют в зданиях высотой более 10,8 м.

Колонны разработаны для применения в одноэтажных зданиях с пролётами 18, 24 и 30 м, высотой от 10,8 до 18 м включительно с фанарями и без фонарей, оборудованных мостовыми кранами общего назначения грузоподъёмностью 10, 20/5, 30/5 и 50/10 тонн среднего и тяжёлого режима работы.

Шаг колонн по крайним рядам 6 и 12 м, по средним только 12 м.

Шаг стропильных конструкций 6 и 12 м.

При шаге стропильных конструкций 6 м крайние колонны устанавливают подстропильные фермы.

Колонны рассчитаны на нагрузки от покрытия до 700 даН/м2., от стен, мостовых кранов и ветра.

Для крайних колонн при шаге 6 м; Н≤14,4 м; Q≤30 т принята нулевая привязка, в остальных случаях 250 мм.

Подкрановая часть колонн двухветвевая. Ветви связаны горизонтальными распорками через интервал 1,5-3м.      

Все колонны предназначены для использования в условиях, когда верх фундаментов имеет отметку  - 0,150.

Отметка головки кранового рельса получена исходя из высоты кранового рельса (с прокладкой) 150 мм и высоты подкрановых балок.

Колонны запроектированы в нижней части с двумя ветвями, соединёнными распорками.

Ветви, распорки и верхняя часть всех колонн имеют сплошное прямоугольное сечение.

Для соединения с фундаментом колонна заводится  в стакан на глубину -1,05 м, -0,35 м.

В двухветвевых колоннах нижняя распорка высотой 0,2 м, заводимая в стакан, имеет отверстия 0,2*0,2 м, используемые при бетонировании стыка.

При дальнейшем совершенствовании конструкции представляется целесообразным нижнюю распорку опустить на дно стакана для лучшей заделки и удобства бетонирования стыка.

 

Арматура колонн вязаная или в виде сварных каркасов

Колонны, устанавливаемые в средних продольных рядах у торцевых стен, снабжаются дополнительными закладными деталями для крепления приколонных стоек фахверка, а колонны, устанавливаемые в местах расположения вертикальных продольных связей каркаса, - закладными деталями для крепления связей.

Колонны изготовляются из бетона марок М 300, М 400. Рабочая арматура из горячекатаной стали  периодического профиля класса А-3.

По сравнению с колоннами прямоугольного сечения двухветвевые колонны имеют повышенную жёсткость, но они более трудоёмки в изготовлении.

 

 

Двухветвевые колонны для зданий с мостовыми кранами

 

Железобетонные колонны прямоугольного сечения для зданий с мостовыми кранами

Колонны предназначены для одноэтажных однопролётных и многопролётных зданий с пролётами 18 и 24 м, высотой от 8,4 до 10,8 м с фонарями и без фонарей, оборудованных мостовыми кранами общего назначения грузоподъёмностью 10-20 тонн среднего и тяжёлого режимов работы.

Шаг колонн 6 и 12 м.

Колонны имеют консоли для опирания подкрановых балок.

Колонны рассчитаны на нагрузки от покрытия до 700 даН/м2. мостовых кранов и ветра.

Для колонн наружных рядов с шагом 6 м принята нулевая привязка, при шаге 12 м привязка равна 250 мм.

Все колонны предназначены для использования в условиях, когда верх фундаментов имеет отметку  - 0,150.

Колонны имеют прямоугольное поперечное сечение как в верхней (надкрановой), так и в нижней  (подкрановой) части.

При опирании на колонны стальных подкрановых балок и стропильных ферм применяются усиленные закладные опорные детали, обеспечивающие лучшее распределение сосредеточенных нагрузок от стальных конструкций.

Колонны внутренних и наружных рядов, устанавливаемые в местах расположения вертикальных связей, должны иметь закладные детали для крепления связей, а расположенные у торцевых стен должны иметь дополнительные закладные детали для крепления приколонных стоек фахверка.

 

 

Железобетонные колонны прямоугольного сечения для зданий с мостовыми кранами

 

Для соединения с фундаментом колонна заводится  в стакан на глубину -1,000 м.

Колонны армированы вязаными каркасами.

Колонны изготовляются из бетона марок М 200, М 300.

Рабочая арматура стержневая из горячекатаной стали  периодического профиля класса А-3.

 

Железобетонные колонны прямоугольного сечения для зданий без мостовых кранов

Колонны разработаны для одноэтажных зданий без мостовых кранов с пролётами от 6 до 36 м, с фонарями и без фонарей, при высоте от уровня чистого пола до низа стропильной конструкции от 3,6 до 9,6 м.

Шаг крайних колонн только 6 м, средних 6 и 12 м в соответствии с унифицированными габаритными схемами.

Колонны могут применяться для однопролётных и многопролётных зданий с наружным и внутренним водоотводом.

В зданиях допускается применение подвесного транспорта грузоподъёмностью до 5 тонн.

Колонны не имеют консолей.

Колонны рассчитаны на нагрузки от покрытия до 520 даН/м2.

Все колонны предназначены для использования в условиях, когда верх фундаментов имеет отметку  - 0,150.

Для крайних колонн принята нулевая привязка к продольной разбивочной оси.

Все колонны имеют прямоугольное, постоянное по высоте сечение.

В колоннах, примыкающих к торцевым стенам, должны быть предусмотрены со стороны стен закладные детали для крепления приколонных стоек фахверка.

Для соединения с фундаментом колонна заводится  в стакан на глубину -0,900 м.

Колонны армированы сварными каркасами.

Кроме того, верхний конец колонны имеет косвенную арматуру в виде горизонтально расположенных плоских стальных стенок.

Колонны изготовляют из бетона марок М 200-М 400.

Рабочая арматура стержневая из горячекатаной стали  периодического профиля класса А-3.

 

                                

Железобетонные колонны прямоугольного сечения для зданий без мостовых кранов

 

Цилиндрические колонны из центрифугированного железобетона

Колонны из центрифугированного железобетона применяются в настоящее время в экспериментальном порядке для зданий без опорных кранов и с кранами грузоподъёмностью до 30 т.

Их внедрение позволяет по предварительным расчётам уменьшить расход бетона на 30-50% и стали – на 20-30% за счёт эффективности кольцевого сечения в статическом отношении и повышения прочности центрифугированного бетона в 1,5-2 раза по сравнению с вибрированным.

Типовое сопряжение железобетонных балок и стропильных ферм с колоннами на стальных прокладных листах, закрепляемых анкерными болтами, связано с изготовлением сложных заклодных деталей, требующих токарной обработки.

Соединение панели с железобетонной колонной без монтажной сварки производится посредством изогнутого в двух плоскостях крюка из стержня ⌀ 16 мм, заведённого в наклонное отверстие ⌀ 18-20 мм в колонне и паз в панели.

Конец крюка, заводимый в колонну, предварительно смазывается цементным раствором или клеящей мастикой.

Паз панели заполняется цементным раствором.

К стальным элементам каркаса крюк приваривается.

Колонны кольцевого сечения целесообразно устанавливать в производственных зданиях с неагрессивной средой при высоте их от пола до низа несущих конструкций  от 3,6 до 14,4 м.

Пролёты 12, 18, 24 и 30 метров. Шаг колонн 6 и 12 метров.

Наружные диаметры колонн – от 300 мм до 1000 мм (через 100 мм), толщина стенок – 50-1000 мм, масса колонн – от 1,2 до 9 т.

 

                                     

Центрифугированные колонны

 

В колоннах кольцевого сечения головки выполняют в виде колец из полосовой стали.

Колонны заделывают на глубину 450 мм при диаметре их 300 мм и 1050 мм – при больших диаметрах.

В связи с особенностями конструкций привязка крайней колонны равна радиусу цилиндра.

При ж/б подстропильных фермах оголовок снижается на 600 мм.

При шаге крайних колонн 12м. подкрановая консоль опускается на 400мм.

Колонны кольцевого сечения можно применять в зданиях с мостовыми кранами и без них.


 Новый сервис - Строительные калькуляторы online

 


Колонны железобетонные бескрановые для одноэтажных зданий предприятий. Технические условия – РТС-тендер


ГОСТ 25628.2-2016

МКС 91.080.40

Дата введения 2017-01-01

Цели, основные принципы и основной порядок проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены ГОСТ 1.0-2015 "Межгосударственная система стандартизации. Основные положения" и ГОСТ 1.2-2015 "Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, обновления и отмены"

Сведения о стандарте

1 РАЗРАБОТАН Центральным научно-исследовательским и проектно-экспериментальным институтом промышленных зданий и сооружений (АО "ЦНИИПромзданий")

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 465 "Строительство"

3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 29 марта 2016 г. N 86-П)

За принятие проголосовали:

Краткое наименование страны по МК (ИСО 3166) 004-97

Код страны по МК (ИСО 3166) 004-97

Сокращенное наименование национального органа по стандартизации

Армения

AM

Минэкономики Республики Армения

Киргизия

KG

Кыргызстандарт

Россия

RU

Росстандарт

4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 1 июля 2016 г. N 782-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 25628.2-2016 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 января 2017 г.

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ


Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном информационном указателе "Национальные стандарты", а текст изменений и поправок - в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)

1 Область применения

1.1 Настоящий стандарт распространяется на железобетонные колонны из тяжелого бетона сплошного прямоугольного поперечного сечения, предназначенные для каркасов одноэтажных зданий предприятий без мостовых кранов, а также на колонны продольного и торцевого фахверков сплошного и сквозного (двухветвевые) поперечного сечения, предназначенные для каркасов одноэтажных зданий предприятий всех отраслей промышленности и сельского хозяйства.

1.2 Стандарт устанавливает дополнительные требования к основным размерам и маркировке железобетонных колонн. Основные требования к изготовлению, маркировке, приемке, транспортированию и хранению железобетонных колонн приведены в ГОСТ 25628.1.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие межгосударственные стандарты:

ГОСТ 13015-2012 Изделия бетонные и железобетонные для строительства. Общие технические требования. Правила приемки, маркировки, транспортирования и хранения

ГОСТ 23009-2016 Конструкции и изделия бетонные и железобетонные сборные. Условные обозначения (марки)

ГОСТ 25628.1-2016 Колонны железобетонные для одноэтажных зданий предприятий. Технические условия

ГОСТ 26433.0-85 Система обеспечения точности геометрических параметров в строительстве. Правила выполнения измерений. Общие положения

ГОСТ 26433.1-85* Система обеспечения точности геометрических параметров в строительстве. Правила выполнения измерений. Элементы заводского изготовления
________________
* Вероятно, ошибка оригинала. Следует читать: ГОСТ 26433.1-89. - Примечание изготовителя базы данных.


Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты" за текущий год. Если ссылочный стандарт заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться заменяющим (измененным) стандартом. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ 25628.1.

4 Технические требования

4.1 Колонны следует изготовлять, принимать, транспортировать и хранить в соответствии с требованиями настоящего стандарта и ГОСТ 25628.1.

4.2 Форма и основные размеры наиболее часто применяемых колонн для зданий без мостовых кранов и фахверковых приведены в приложении А.

4.3 Значения фактических отклонений геометрических параметров колонн не должны превышать предельных значений, указанных в таблице 1.

4.4 В колоннах, предназначенных для эксплуатации в условиях воздействия агрессивных газообразных сред, минусовые отклонения толщины защитного слоя бетона до арматуры, приведенные в таблице 1, не допускаются.

4.5 Несущая способность конкретной марки колонны зависит от класса арматуры и бетона и определяется автором проекта здания (сооружения) по действующим в период применения нормативным документам.

4.6 Колонны обозначают марками в соответствии с требованиями ГОСТ 13015 и ГОСТ 23009.

4.7 Обозначения типов колонн должно соответствовать требованиям ГОСТ 25628.1 и настоящего стандарта.


Таблица 1

В миллиметрах

Отклонение геометрического параметра

Геометрические параметры

Предельное отклонение

Отклонение от линейного размера

Длина колонны и размер от торца колонны до опорной плоскости консоли:

до

4000 включ.

±12

св.

4000

"

8000

"

±15

"

8000

"

16000

"

±20

"

16000

"

±25

Размер поперечного сечения колонны или ветви двухветвевой колонны:

до

250 включ.

±4

св.

250

"

500

"

±5

"

500

"

±6

Общая высота поперечного сечения нижней части двухветвевой колонны:

до 1600 включ.

±8

св. 1600

±10

Размер, определяющий положение:

- строповочного отверстия или монтажной петли

15

- закладного изделия на плоскости колонны для элемента закладного изделия длиной:

до 100 включ.

5

св. 100

10

Несовпадение плоскостей колонны и элемента закладного изделия

3

Отклонение от прямолинейности профиля боковых граней на всей длине колонны длиной:

-

до

4000 включ.

8

св.

4000

"

8000

"

10

"

8000

"

16000

"

12

"

16000

15

Отклонение от перпендикулярности торцевой и боковых граней колонны при размере ее поперечного сечения:

до

250 включ.

4

св.

250

"

500

"

5

"

500

6

Отклонение толщины защитного слоя бетона до рабочей арматуры

+10

5

4.7.1 Габаритные размеры колонны приводят в дециметрах (с округлением до целого числа) в первой группе марки колонны, при этом дополнительные размеры колонн, зависящие от размера стропильных конструкций или других технологических факторов, приводят в скобках после основного обозначения.

4.7.2 Для типов колонн КБ, КО, КД классификация типоразмеров приведена в таблице 2, для типов КФ, КФТ, КДФ - в таблице 3.


Таблица 2

Типоразмер

Сечение bh, мм

Типоразмер

Сечение bh, мм

Типоразмер

Сечение bh, мм

Типоразмер

Сечение bh, мм

1КБ

300300

6КБ

400700

1КО

400500

4КД

400500

2КБ

300400

7КБ

400800

2КО

500500

5КД

400700

3КБ

400400

8КБ

500500

1КД

300300

6КД

400800

4КБ

400500

9КБ

500600

2КД

300400

7КД

500500

5КБ

400600

10КБ

200200

3КД

400400

8КД

200200

b - ширина поперечного сечения колонны; h - высота поперечного сечения колонны.

Таблица 3

Типоразмер

Сечение bh, мм

Типоразмер

Сечение bh, мм

1КФ

300300

1КФТ

300400

2КФ

300400

2КФТ

400400

3КФ

400400

3КФТ

400500

4КФ

400500

4КФТ

400600

5КФ

500500

1КДФ

5001400

b - ширина поперечного сечения колонны; h - высота поперечного сечения колонны.


Примеры условного обозначения (марки)

- двухконсольной колонны типа КД для зданий высотой 6,6 м без мостовых кранов, с размерами поперечного сечения 500500 мм, второй группы по несущей способности колонны:

7КД66-2


Примечание - Допускается принимать обозначение марок колонн в соответствии с рабочими чертежами на эти колонны до их пересмотра в соответствии с [1]-[5].


- фахверковой колонны типа КФТ, для зданий высотой 6 м, со стропильными конструкциями высотой 900 мм, размерами поперечного сечения 300400 мм, первой группы по несущей способности колонны, изготовленной из бетона нормальной проницаемости (Н) и предназначенной для применения в условиях воздействия слабоагрессивной газообразной среды:

1КФ69(9)-1-Н

5 Правила приемки

5.1 Приемку колонн проводят по ГОСТ 13015, ГОСТ 25628.1 и настоящему стандарту.

5.2 Колонны типов КБ, КО, КД, КФ и КФТ длиной до 12000 мм включительно следует принимать на основании результатов выборочного контроля по показателям точности геометрических параметров, толщине защитного слоя бетона до арматуры, категории бетонной поверхности и ширине раскрытия поверхностных технологических трещин.

5.3 Колонны типа КДФ, а также типов КБ, КО, КД, КФ и КФТ длиной более 12000 мм следует принимать на основании результатов сплошного контроля по показателям, приведенным в 5.2.

6 Методы контроля

Размеры, отклонения от прямолинейности и перпендикулярности, ширину раскрытия поверхностных технологических трещин, размеры раковин, наплывов и околов бетона колонн следует проверять методами, установленными ГОСТ 26433.0 и ГОСТ 26433.1.

7 Транспортирование и хранение

7.1 Транспортирование и хранение колонн следует осуществлять в горизонтальном положении в соответствии с требованиями настоящего стандарта, ГОСТ 13015 и ГОСТ 25628.1.

7.2 Выбор транспортных средств проводят на стадии разработки проекта производства работ (ППР) с учетом массы и размеров колонн, дальности перевозки, дорожных условий и уточняют расчетом места расположения прокладок.

7.3 Доставка колонн на строительную площадку осуществляется железнодорожным или автомобильным транспортом. При доставке железнодорожным транспортом разгрузку изделий проводят на прирельсовый склад, где осуществляются первичный входной контроль и сортировка колонн по маркам с последующей подачей (по потребности) на приобъектный склад.

7.4 При перевозке железнодорожными платформами колонны размещают в 3-4 ряда по высоте. Горизонтальные прокладки между рядами располагают от торцов на расстоянии 1/4-1/5 длины колонны (см. рисунки 1-3). Крепление проводят с помощью стоек, скрепленных с нижним и верхним поперечными брусками. Нижний брусок, кроме того, прибивают к полу платформы. Стойки закрепляют двумя парами растяжек из проволоки диаметром 6 мм в шесть нитей.

Рисунки 1, 2 - Схемы перевозки колонн длиной до 14,2 м на платформах


1 - прокладки; 2 - боковые стояки; 3 - вертикальные прокладки; 4 - увязки стоек; 5 - растяжки; 6 - подкладки; 7 - поперечные увязки

Рисунок 1 - Схема перевозки колонн длиной до 14,2 м на платформах


1 - прокладки; 2 - растяжки; 3 - поперечные увязки; 4 - подкладки

Рисунок 2 - Схема перевозки колонн длиной до 14,2 м на платформах

Рисунок 3 - Схема перевозки колонн длиной 6,5-9,5 м в полувагонах


1 - прокладка; 2 - растяжка; 3 - упорные бруски; 4, 5 - подкладки крайних и средних штабелей соответственно; 6 - поперечные увязки

Рисунок 3 - Схема перевозки колонн длиной 6,5-9,5 м в полувагонах

7.5 Автомобильный транспорт используют при перевозках на расстояния до 500 км. Для перевозки колонн используют специализированные автотранспортные средства.

Примечания

1 Наибольшее распространение получили автопоезда, состоящие из седельного тягача и специализированного полуприцепа.

2 По погрузочной высоте (расстояние от плоскости, по которой осуществляется опирание перевозимого груза, до уровня земли) полуприцепы подразделяются на три типа: высокорамные, погрузочная высота которых больше высоты расположения седельно-сцепного устройства и больше диаметра колес полуприцепа; низкорамные, погрузочная высота которых меньше высоты расположения седельно-сцепного устройства и меньше диаметра колес полуприцепа; полунизкорамные, погрузочная высота которых меньше высоты расположения седельно-сцепного устройства, но больше диаметра колес полуприцепа.


Перевозку колонн на большие расстояния рекомендуется проводить в специально смонтированных контейнерах. При их отсутствии крепление колонн проводят с помощью специальных приспособлений (см. 7.4).

7.6 Высота штабеля колонн при хранении не должна превышать ширину штабеля более чем в два раза и быть более 2000 мм, ширина прохода между рядами штабелей должна быть не менее 1 м.

7.7 При хранении колонны следует укладывать на инвентарные подкладки из дерева, располагаемые в зонах сортировки, как показано на рисунке 4.

Рисунок 4 - Схема хранения колонн


Рисунок 4 - Схема хранения колонн

7.8 Толщину и ширину прокладки назначают с учетом прочности древесины на смятие и значения зазора между конструкциями.

7.9 Ширину прокладки назначают с учетом прочности древесины на смятие. Толщина прокладки должна обеспечивать наличие зазора от верха монтажной петли не менее 20 мм.

7.10 Подъем колонн следует осуществлять с применением специальных траверс с захватом за строповочные отверстия или монтажные петли.

Приложение А (рекомендуемое). Форма и основные размеры колонн

Приложение А
(рекомендуемое)

Форма и основные размеры колонн приведены:

- сплошного прямоугольного поперечного сечения для одноэтажных производственных зданий [1], [2], [3] - на рисунке А.1 и в таблице А.1-А.3;

- сплошного прямоугольного поперечного сечения для продольного и торцевого фахверка одноэтажных производственных зданий [4] - на рисунке А.2 и в таблице А.4;

- сквозного (двухветвевые) прямоугольного поперечного сечения для продольного и торцевого фахверка одноэтажных производственных зданий [5] - на рисунке А.3 и в таблице А.5.


Таблица А.1 - Колонны железобетонные сплошного прямоугольного поперечного сечения для одноэтажных производственных зданий высотой 3,0-9,6 м (опалубочные формы серии 1.423.1-3/88 [1])

Высота здания, м

Типоразмер колонны*

Основные размеры колонны, мм

Рисунок

l

b

h

3,0

1КБ30
(1К30)

3800

300

300

А.1

1КД30
(2К30)

3,6

1КБ36
(1К36)

4400

1КД36
(2К36)

4,2

1КБ42
(1К42)

5000

1КД42
(2К42)

4,8

1КБ48
(1К48)

5600

2КБ48
(2К48)

400

1КО48
(3К48)

5700

400

500

1КД48
(4К48)

5600

300

300

2КД48
(5К48)

400

7КД48
(6К48)

5700

500

500

7КД48
(7К48)

5100
(5000)

5,4

1КБ54
(1К54)

6200

300

300

1КД54
(2К54)

6,0

2КБ60
(1К60)

6800

400

6,0

3КБ60
(ЗК60)

6900

400

1КО60
(4К60)

500

2КДО
(5К60)

6800

300

400

3КД60
(6К60)

6900

400

7КД60
(7К60)

500

500

7КД60
(8К60)

6300
(6200)

6,6

2КБ66
(1К66)

7400

300

400

3КБ66
(2К66)

7500

400

1К066
(3К66)

500

2КД66
(4К66)

7400

300

400

3КД66
(5К66)

7500

400

7КД66
(6К66)

500

500

7КД66
(7К66)

6900
(6800)

7,2

3КБ72
(1К72)

8100

400

400

8КБ72
(2К72)

500

500

2КО72
(3К72)

3КД72
(4К72)

8100

400

400

7КД72
(5К72)

500

500

7КД72
(6К72)

7500
(7400)

7,8

3КБ78
(1К78)

8700

400

400

8КБ78
(2К78)

500

500

2КО78
(3К78)

3КД78
(4К78)

400

400

7КД78
(5К78)

500

500

7КД78
(6К78)

8100
(8000)

8,4

3КБ84
(1К84)

9300

400

400

4КБ84
(2К84)

500

8КБ84
(3К84)

500

2КО84
(4К84)

9300

4КД84
(5К84)

400

9КБ84
(6К84)

500

600

7КД84
(7К84)

8700
(8600)

500

9КБ84
(8К84)

600

7КД84
(9К84)

9300

500

9,6

3КБ96
(1К96)

10500

400

400

4КБ96
(2К96)

500

8КБ96
(3К96)

500

9КБ96
(4К96)

600

9КБ96
(5К96)

9КБ96
(6К96)

2КО96
(7К96)

500

7КД96
(8К96)

9КБ96
(9К96)

9900
(9800)

600

* В числителе указан типоразмер колонны по настоящему стандарту, в знаменателе - по [1].



Таблица А.2 - Колонны железобетонные сплошного прямоугольного поперечного сечения для одноэтажных производственных зданий высотой 10,8-14,4 м (опалубочные формы серии 1.423.1-5/88 [2])

Высота здания, м

Типоразмер колонны*

Основные размеры колонны, мм

Рисунок

l

b

h

10,8

4КБ108
(1К108)

11700

400

500

А.1

6КБ108
(2К108)

11850

700

5КД108
(3К108)

11250
(11150)

12,0

4КБ120
(1К120)

12900

500

6КБ120
(2К120)

13050

700

5КД120
(3К120)

12450
(12350)

13,2

5КБ132
(1К132)

14100

400

600

7КБ132
(2К132)

14250

800

6КД132
(3К132)

13650
(13550)

14,4

5КБ144
(1К144)

15300

600

7КБ144
(2К144)

15450

800

6КД144
(3К144)

14850
(14750)

* В числителе указан типоразмер колонны по настоящему стандарту, в знаменателе - по [2].



Таблица А.З - Колонны железобетонные сплошного прямоугольного поперечного сечения для сельскохозяйственных производственных зданий высотой 2,4-7,2 м (опалубочные формы серии 1.823.1-2 [3])

Высота здания, м

Типоразмер колонны*

Основные размеры колонны, мм

Рисунок

l

b

h

2,4

10КБ33
(1К33)

3300

200

200

А.1

1КБ33
(2К33)

300

300

8КД33
(3К33)

200

200

1КД33
(4К33)

300

300

2,4; 2,7

10КБ36
(1К36)

3600

200

200

1КБ36
(2К36)

300

300

8КД36
(3К36)

200

200

1КД36
(4К36)

300

300

2,4; 2,7; 3,0

10КБ39
(1К39)

3900

200

200

1КБ39
(2К39)

300

300

8КД39
(3К39)

200

200

1КД39
(4К39)

300

300

2,7; 3,0

1КБ42
(1К42)

4200

1КД42
(2К42)

3,0; 3,6

1КБ45
(1К45)

4500

3КБ45
(2К45)

400

400

1КД45
(3К45)

300

300

3,6

3КД45
(4К45)

4500

400

400

1КБ48
(1К48)

4800

300

300

1КД48
(2К48)

1КБ51
(1К51)

5100

2,4; 2,7; 3,6

1КД51
(2К51)

5100

2,4; 2,7; 3,0

1КД54
(1К54)

5400

4,8

1КБ57
(1К57)

5700

3КБ57
(2К57)

400

400

8КБ57
(3К57)

500

500

2,7; 3,0; 4,8

1КД57
(4К57)

5700

300

300

4,8

3КД57
(5К57)

5700

400

400

1КБ60
(1К60)

6000

300

300

3,0; 4,8

1КД60
(2К60)

600

4,8

1КБ63
(1К63)

6300

1КД63
(2К63)

6,0

3КБ69
(1К69)

6900

400

400

8КБ69
(2К69)

500

500

3КД69
(3К69)

400

400

7,2

3КБ81
(1К81)

8100

8КБ81
(2К81)

500

500

3КД81
(3К81)

400

400

* В числителе указан типоразмер колонны по настоящему стандарту, в знаменателе - по [3].


Рисунок А.1


Таблица А.4 - Колонны железобетонные сплошного прямоугольного поперечного сечения для продольного и торцевого фахверка одноэтажных производственных зданий 3,0-14,4 м (опалубочные формы серии 1.427.1-3 [4])

Высота здания, м

Типоразмер колонны*

Основные размеры колонны, мм

Рисунок

l

l

b

h

h

3,0

1КФ37

3700

-

300

300

-

А.2

1КФ40

4000

3,0; 3,6

1КФ43

4300

3,6

1КФ46

4600

3,6; 4,2; 4,8

1КФ49

4900

4,2

1КФ52

5200

4,2; 4,8

1КФ55

5500

4,8

1КФ57

5700

1КФ58

5800

4,8; 5,4; 6,0

1КФ61

6100

5,4

1КФ64

6400

5,4; 6,0; 6,6

1КФ67

6700

-

-

6,0

2КФ69

6900

400

6,6

2КФ75

7500

7,2

2КФ73

7300

2КФ81

8100

7,8

2КФ79

7900

2КФ87

8700

8,4

1КФ85

8500

300

1КФ93

9300

2КФ85

8500

400

3КФ93

9300

400

9,6

1КФ97

9700

300

300

1КФ105

10500

3КФ97

9700

400

400

4КФ105

10500

10,8

2КФ109

10900

300

400

2КФ117

11700

4КФ109

10900

400

500

4КФ125

12500

3КФ121

12100

400

12,0

3КФ129

12900

4КФ121

12100

500

4КФ137

13700

13,2

3КФ133

13300

-

400

400

-

3КФ141

14100

4КФ133

13300

500

5КФ149

14900

600

14,4

3КФ145

14500

400

3КФ153

15300

5КФ145

14500

600

5КФ161

16100

6,0

1КФТ69(9)
(1КФ69)

6900

900

300

400

300

4,8; 6,0

1КФТ70(22)
(1КФ70)

7000

2200

4,8; 6,0; 6,6

1КФТ73(25)
(1КФ73)

7300

2500

6,6

1КФТ85(9)
(1КФ85)

7500

900

4,8; 6,6

1КФТ76(28)
(1КФ76)

7600

2800

4,8; 6,6; 7,2

1КФТ79(31)
(1КФ79)

7900

3100

7,2

1КФТ81(9)
(1КФ81)

8100

900

6,0; 7,2

1КФТ82(22)
(1КФ82)

8200

2200

6,0; 7,2; 7,8

1КФТ85(25)
(1КФ85)

8500

2500

7,8

1КФТ87(9)
(1КФ79)

8700

900

6,0; 6,6; 7,8

1КФТ88(28)
(1КФ88)

8800

2800

6,0; 6,6; 7,8; 8,4

1КФТ91(31)
(1КФ91)

9100

3100

6,6; 7,2

2КФТ94(28)
(1КФ94)

9400

2800

400

6,6; 7,2; 8,4

2КФТ97(31)
(1КФ97)

9700

3100

7,2; 7,8

2КФТ100(28)
(1КФ100)

10000

2800

7,2; 7,8; 9,6

2КФТ103(31)
(1КФ103)

10300

3100

400

400

300

7,8; 8,4

3КФТ106(28)
(1КФ106)

10600

2800

500

7,8; 8,4; 9,6

3КФТ109(31)
(1КФ109)

10900

3100

8,4

2КФТ93(9)
(1КФ93)

9300

900

400

3КФТ112(28)
(2КФ112)

11200

2800

500

3КФТ115(31)
(3КФ115)

11500

3100

9,6

3КФТ105(9)
(1КФ105)

10500

900

3КФТ118(22)
(2КФ118)

11800

2200

9,6

3КФТ124(28)
(3КФ124)

12400

2800

3КФТ127(31)
(3КФ127)

12700

3100

9,6; 10,8

3КФТ121(25)
(3КФ121)

12100

2500

10,8

1КФТ117(9)
(1КФ117)

11700

900

300

400

3КФТ125(9)
(3КФ125)

12500

900

400

500

3КФТ130(22)
(3КФ130)

13000

2200

3КФТ136(28)
(3КФ136)

13600

2800

3КФТ139(31)
(4КФ139)

13900

3100

10,8; 12,0

3КФТ133(25)
(1КФ139)

13300

2500

12,0

2КФТ129(9)
(1КФ129)

12900

900

400

400

300

3КФТ137(9)
(2КФ137)

13700

900

500

4КФТ142(22)
(3КФ142)

14200

2200

600

4КФТ148(28)
(4КФ148)

14800

2800

4КФТ151(31)
(5КФ151)

15100

3100

12,0; 13,2

4КФТ145(25)
(1КФ145)

14500

2500

13,2

2КФТ141(9)
(1КФ141)

14100

900

400

4КФТ149(9)
(2КФ149)

14900

900

600

4КФТ154(22)
(3КФ154)

15400

2200

4КФТ160(28)
(4КФ160)

16000

2800

4КФТ163(31)
(5КФ163)

16300

3100

13,2; 14,4

4КФТ157(25)
(1КФ157)

15700

2500

14,4

2КФТ153(9)
(1КФ153)

15300

900

400

4КФТ161(9)
(2КФ161)

16100

900

600

4КФТ166(22)
(3КФ166)

16600

2200

4КФТ169(25)
(4КФ169)

16900

2500

4КФТ172(28)
(4КФ172)

17200

2800

4КФТ175(31)
(4КФ175)

17500

3100

* В числителе указан типоразмер колонны по настоящему стандарту, в знаменателе - по [4].


Рисунок А.2

Таблица А.5 - Колонны железобетонные сквозного (двухветвевые) прямоугольного поперечного сечения для продольного и торцевого фахверка одноэтажных производственных зданий высотой 15,6-18,0 м (опалубочные формы серии 1.427.1-6 [5])

Высота здания, м

Типоразмер колонны по настоящему стандарту [5]

Основные размеры колонны, мм

Рисунок

l

l

b

h

h

h

15,6

1КДФ156(51)

16800

5100

500

1400

600

200

А.3

16,8

1КДФ168(51)

18000

18,0

1КДФ180(51)

19200


Рисунок А.3

Библиография

[1]

Серия 1.423.1-3/88

Колонны железобетонные прямоугольного сечения для одноэтажных производственных зданий высотой до 9,6 м без мостовых опорных кранов

[2]

Серия 1.423.1-5/88

Колонны железобетонные прямоугольного сечения для одноэтажных производственных зданий высотой 10,8; 12,0; 13,2 и 14,4 м без мостовых опорных кранов

[3]

Серия 1.823.1-2

Колонны железобетонные для сельскохозяйственных производственных зданий

[4]

Серия 1.427.1-3

Колонны железобетонные прямоугольного сечения для продольного и торцевого фахверка одноэтажных производственных зданий высотой 3,0-14,4 м

[5]

Серия 1.427.1-6

Колонны железобетонные двухветвевого сечения для продольного и торцевого фахверков одноэтажных производственных зданий высотой 15,6; 16,8 и 18,0 м

УДК 692.297:691.328:006.354

МКС 91.080.40


Ключевые слова: железобетонная колонна, каркасные здания




Электронный текст документа
подготовлен АО "Кодекс" и сверен по:
официальное издание
М.: Стандартинформ, 2016

Железобетонные колонны одноэтажных производственных зданий (расчет и конструирование). Васильев Б.В., Розенблюм А.Я. 1974 | Библиотека: книги по архитектуре и строительству

Рассмотрены конструктивные схемы каркасов одноэтажных производственных зданий, приведены рекомендации по выбору типов железобетонных колонн и определению сочетаний нагрузок на них. Даны указания по расчету и конструированию колонн. Наряду с традиционным методом статического расчета каркаса здания по упругой стадии изложен способ расчета по деформированной схеме с учетом жесткости колонн в зависимости от величины действующих в них усилий. Основные положения по расчету иллюстрированы примерами. Книга предназначена для инженерно-технических работников проектных и строительных организаций.

Глава 1. Общие положения проектирования колонн
§ 1.1. Каркасы одноэтажных производственных зданий
§ 1.2. Классификация колонн
§ 1.3. Размеры колонн
§ 1.4. Материалы для колонн

Глава 2. Нагрузки
§ 2.1. Классификация нагрузок
§ 2.2. Постоянные нагрузки
§ 2.3. Нагрузка от мостовых кранов
§ 2.4. Нагрузка от подвесных кранов
§ 2.5. Снеговая нагрузка
§ 2.6. Ветровая нагрузка
§ 2.7. Температурные климатические воздействия
§ 2.8. Прочие нагрузки
§ 2.9. Сочетания нагрузок

Глава 3. Общие положения статического расчета каркаса здания

Глава 4. Статический расчет рам по недеформированной схеме
§ 4.1. Расчет на ветровую нагрузку
§ 4.2. Расчет на нагрузку от веса постоянных частей здания, снега, подвесного транспорта и др.
§ 4.3. Расчет на нагрузку от мостовых кранов
§ 4.4. Учет вынужденных перемещений
§ 4.5. Учет продольного изгиба колонны
§ 4.6. Особенности расчета рам с двухветвевыми колоннами. Усилия в двухветвевых колоннах
§ 4.7. Расчет сечений колонн
§ 4.8. Пример определения усилий от вынужденных перемещений в колоннах продольной рамы здания с подвесными кран-балками
§ 4.9. Пример расчета каркаса здания с мостовыми кранами

Глава 5. Статический расчет рам по деформированной схеме
§ 5.1. Основные положения
§ 5.2. Расчет каркасов зданий с призматическими колоннами прямоугольного сечения
§ 5.3. Расчет каркасов зданий со ступенчатыми колоннами прямоугольного сечения (в плоскости поперечной рамы)
§ 5.4. Расчет каркасов зданий со ступенчатыми двухветвевыми колоннами

Глава 6. Конструирование колонн
§ 6.1. Продольное и поперечное армирование колонн
§ 6.2. Заделка колонн в фундамент
§ 6.3. Консоли
§ 6.4. Элементы двухветвевых колонн
§ 6.5. Закладные детали и сетки

Предисловие

Одноэтажные производственные здания в отечественном промышленном строительстве занимают доминирующее положение, площадь этих зданий составляет свыше 80% общей площади возводимых зданий. Основная. их масса выполняется с применением железобетонных колонн. Поэтому рассмотренные в предлагаемой книге вопросы рационального проектирования колонн, включающие рекомендации по установлению расчетных моделей каркаса здания, определению оптимальных размеров температурных блоков, назначению нагрузок на колонны и их сочетаний, а также рекомендации по конструированию колонн с учетом требований технологии их изготовления и монтажа, имеют большое значение для практики проектирования.

Проведенные за последнее время экспериментально-теоретические работы в области железобетона, практическая возможность применения для колонн бетона более высоких марок, а также новые возможности по расчету конструкций, обусловленные применением ЭВМ, позволили по-новому решить ряд вопросов при проектировании каркаса здания. В частности, наряду с традиционным методом статического расчета рам каркаса (в предположении неизменной жесткости колонн и с приближенным учетом продольного изгиба колонн и неупругих деформаций бетона) введен метод расчета по деформированной схеме, предусматривающий изменение жесткости колонн в зависимости от величины и длительности действия усилий и непосредственно учитывающий влияние продольного изгиба колонн на усилия и перемещения. Расчет по деформированной схеме позволяет более правильно определять усилия в колоннах и тем самым получать как определенный экономический эффект, так и большую надежность элементов каркаса здания. Кроме того, расчет по деформированной схеме позволяет решать вопросы устойчивости каркаса в соответствии с действительной работой колонн. Рассчитывать каркас по деформированной схеме из-за повышенной сложности этого метода рекомендуется с применением ЭВМ (например, по программе РДС-2, составленной в ЦНИПИАСС и ЦНИИпромзданий Госстроя СССР).

В книге уделено большое внимание вопросу расчета каркаса на температурные и другие вынужденные перемещения (например, удлинения нижних поясов ферм от вертикальных нагрузок) с учетом длительности воздействия, упругой податливости элементов, деформативности отдельных узлов соединения, а также с учетом последовательности монтажа. Приведенная методика расчета на вынужденные перемещения позволяет во многих случаях значительно увеличить размеры температурных блоков, что дает существенный экономический эффект.

Книга состоит из шести глав.

Первая глава посвящена общим положениям проектирования колонн, в том числе вопросам выбора конструктивных схем каркасов, классификации колонн, материалам для колонн и т. д.

Во второй главе даются указания по определению нагрузок на колонны, а также по их сочетаниям. Приводится рекомендация по определению величины рас- четного изменения температуры для каркасных зданий.

Следующие три главы (третья, четвертая и пятая) касаются вопросов расчета колонн, а именно: общих положений статического расчета (третья глава), расчета по традиционному способу с неизменной жесткостью колонн (четвертая глава) и расчета по деформированной схеме (пятая глава). В книге рассматриваются каркасы зданий с призматическими, ступенчатыми (прямоугольного сечения) и двухветвевыми ступенчатыми колоннами.

В шестой главе приводятся рекомендации по армированию колонн двухветвевых и прямоугольного сечения, а также указания по заделке колонн в фундамент по устройству консолей, закладных деталей и др.

В книге применена Международная система единиц СИ в соответствии с проектом ГОСТ «Единицы физических величин».

Колонны многоэтажных промышленных зданий сечением 400х400; 600х400

Колонны многоэтажных промышленных зданий сечением 400х400; 600х400

Серии 1.420 - 12 вып. 2 с; 1.420.1-19; 1.420.1-20с; 1.420-35.96

Характеристики:
Колонны по данным сериям изготавливаются сечениями (а х b)  400х400, 400х600 мм, длиной (H) колонн до 12 м, высотой этажа (h) 3,6 ;4,2 и  4,8м одноэтажной и двухэтажной разрезки. Также колонны с  маркой бетона М200...М800 (В15...В60)

 Марка изделия 

 Сечение,мм 

 Длина,мм 

К 11а 400x400 3720
К 12а 400x400 3720
К 13а 400x400 11225
К 15а 400x400 8520
К 19а 400x400 9575
К 20а 400x400 9575
К 23а 600x400 12425
К 35а 400x400 4775
К 36а 400x400 10170
К 37а 600x400 11225
К 39а 600x400 4775
К 41а 600x400 9575
К 22а 400x400 12425
К 24а 600x400 12425

Колонны железобетонные для промышленных, много- и одноэтажных зданий в Екатеринбурге

Надежность любой строительной конструкции в первую очередь зависит от несущего каркаса, в котором главными составляющими являются колонны железобетонные. Данная разновидность ЖБИ применяется для возведения жилых домов, промышленных, административных зданий. Каждый производственный этап соответствует регламенту ГОСТа, что является подтверждением высокого качества конструкций.

ООО «ЖБИ-Урал ТЕХ» предоставляет широкий сортамент железобетонных изделий, изготавливаемых по новым и традиционным технологиям на производстве, расположенном в Екатеринбурге. Применяются колонны железобетонные для одноэтажных промышленных зданий, жилых многоэтажных, административных высотных или частных малогабаритных. С нашей продукцией легко работать, потому что:

  • изделие имеет хорошие несущие характеристики;
  • длительный эксплуатационный срок;
  • большую длину пролетов;
  • герметичность от влажности;
  • изделие полностью соответствует государственным нормативам.

Цены на железобетонные колонны в Екатеринбурге

Наименование серии

Фото

Технические особенности, вес, размеры, мм

Цена, руб/шт.

С.423-3 в 1.2

  • Крайние колонны с прямоугольным сечением
  • 0,9-5,5 кг
  • 380/1050х30/40х30/40

7500

С.1.423.1-5 в 1.2

  • Средний вид колонн с прямоугольной формой в разрезе
  • 1,1-7,4 кг
  • 440/1050х30/60х30/50

9200

С.1.423-3 в 1.2

  • Крайние одноконсольные изделия с прямоугольным сечением
  • 5-8 кг
  • 930/1305х38х60/70х350/410

9100

С.1.424.1-5

  • Двухконсольный стройматериал для средних рядов
  • 7-9,3 кг
  • 930/1185х60х60/70х350/410

7100

С.1.020.1-83

  • Колонные элементы с сечением 40х40 и высотой этажей: 3,3; 3,6; 4,2 м.
  • Используется для возведения двух- и одноэтажных построений.
  • 255/47

договорная

С.1.420.12 в 2

  • Высокий вариант колонн для этажей в 4,8; 6; 7,2 м
  • 1,7-9,1 кг
  • 372/1242х40/60х40/60

договорная

Производство железобетонных колонн в Екатеринбурге

Весь ассортимент ЖБИ изготавливается ГОСТ 18979-90 и технологической документацией, утвержденной ООО «ЖБИ-Урал ТЕХ», по рабочим чертежам.

При изготовлении железобетонных колонн промышленных зданий, частных домов и других сооружений используется тяжелый бетон по ГОСТ 26633 с максимальными показателями по прочности на сжатие. Для малоэтажного строительства, в том числе сельскохозяйственных и одноэтажных зданий предприятий, выпускается отдельная линейка продукции в соответствии с нормами ГОСТ 25628-90. Требования относительно марок бетона и качественных характеристик железобетонных колонн не изменяются.

Поскольку на бетонные конструкции предполагается большая нагрузка, на производстве в Екатеринбурге мы дополнительно укрепляем их металлическими стержнями – проволокой или прочной арматурой, в зависимости от технологии изготовления. Продольные стержни или каркас, зафиксированный внутри конструкции, существенно увеличивает степень устойчивости перед большими нагрузками или агрессивным воздействием внешних факторов.

Металлические стержни фиксируются хомутами. Также возможно применение небольших прутьев, прикрепленных сваркой. При выборе арматуры специалисты пользуются рядом критериев, материал должен быть прочным, гибким, поддаваться сварке и обладать повышенной устойчивостью перед образованием коррозии.

Железобетонные конструкции в разных размерных линейках и формах, стандарт которых и требования регламентированы ГОСТ 13015.0:

  • прочность;
  • жесткость;
  • трещиностойкость;
  • морозоустойчивость;
  • водонепроницаемость;
  • толщине защитного слоя бетона до арматуры;
  • качество и состав защиты от коррозии. 

Виды продукции

Ассортимент, изготовленный ООО «ЖБИ-Урал ТЕХ» в Екатеринбурге на фабрике подразделяется на разные классы исходя из индивидуальных характеристик и назначения.

По методу производства следует выделить три основных типа:

  • монолитные железобетонные колонны – арматурная конструкция изготовляется на строительной площадке, после чего заливается бетонной смесью;
  • сборные железобетонные колонны – весь производственный процесс осуществляется в Екатеринбурге на заводе, после чего, изделие транспортируется до пункта назначения специализированной автотранспортной техникой.

Стройматериал относятся к определенной классификации по типу бетона, который используется в процессе изготовления продукции. Применяется тяжелый или легкий раствор.

Монолитный стержень

Зависимо от конструктивных особенностей, выпускаются следующие варианты колон:

  1. Консольные – наличие одно- или двухсторонних консолей. Применение данной колонны обеспечивает увеличенную надежность, прочность соединения фронтальных и вертикальных составляющих. Изделия рекомендованы для использования в многоэтажных сооружениях.
  2. Бесконсольные – имеют меньшую прочность, поскольку в конструкции отсутствуют консоли.

Бесконсольные - менее устойчивые, подходят только для одноэтажных строений

Стройматериал, помимо вышеперечисленных факторов, еще подразделяется по виду в поперечном сечении и имеет 4 основных группы.

Изделие в разрезе имеет прямоугольную форму

Изделия сплошного прямоугольного поперечного сечения изготавливаются из тяжелого бетона и предназначены для каркасов одноэтажных зданий

Отличатся высшей классификацией прочности на сжатие с наличием фаски на торцах.

Продукт с Т-образным профилем

Колонны предназначены для применения в конструкциях, оборудованных подвесными кранами или мостовыми сооружениями, когда помимо веса ригелей и балок требуется еще выдерживать провисающую технику. Данный вариант укреплен дополнительной полкой в области, где происходит сжатие под нагрузкой.

Двухветвевые колонны

Изделия с опорным элементом, разветвляющим распорки в нижней области. Дополнительные крепления имеют в разрезе прямоугольную форму. Применяются для возведения одноэтажных домов с большими габаритами или нагрузкой.

Железобетонные колонны с круглым сечением

Используются в домах, где не предусмотрено использование подвесных кранов или мостовых опор. Стройматериалы востребованы в промышленной сфере в качестве несущих составляющих.

Разнообразие ассортимента изделий позволяет подобрать наиболее оптимальный вариант для создания конструкции с правильной геометрией, высокой прочностью, устойчивостью.

Особенности конструкции

На колонны железобетонные возлагаются повышенные нагрузки. Чтобы создать конструкцию с максимальной прочностью, наши технологи разработали разборную систему, которая в результате производства собирается в монолитное изделие. Стройматериал состоит из основных 3-х частей:

  • оголовок – забирает напряжение с верхней части здания;
  • стержень – элемент, передающий тяжесть с оголовка к нижнему отрезку;
  • база – перенимает нагрузку и распределяет ее по фундаментной основе здания.

При помощи железобетонных колонн можно за короткий период времени создать надежный каркас для сооружения как одноэтажного, так и многоэтажного здания. Достаточно только правильно подобрать изделие, определиться с количеством и заказать его через специальную форму связи на сайте ООО «ЖБИ-Урал ТЕХ». Если у вас остались вопросы по типу колонн – размерам, качественным характеристикам и ценам, свяжитесь с менеджерами компании. Вам дадут полную консультацию по разновидностям и способам укладки.

ВИДЕО: Особенности монтажа жб колонн в Екатеринбурге

Типовые серии - железобетонные конструкции

№ п/п Номер Наименование Посмотреть по ссылке
1 Серия 1.065.1-2.94 Плиты железобетонные ребристые высотой 250 мм для покрытий зданий.  Смотреть
2 Серия 1.137.1-8 Плиты лоджий железобетонные многопустотные для жилых зданий.  Смотреть
3 Серия 1.137.1-9 Плиты балконов железобетонные для жилых зданий.  Смотреть
4 Серия 1.138-3 Железобетонные карнизные плиты для жилых и общественных зданий.  Смотреть
5 Серия 1.141.1-30 Плиты перекрытий железобетонные многопустотные. Для санитарно-технических узлов.  Смотреть
6 Серия 1.141.1-40с Плиты перекрытий железобетонные многопустотные, армированные стержнями из стали класса Ат-V, для строительства жилых и общественных зданий в районах сейсмичностью 7, 8 и 9 баллов.  Смотреть
7 Серия 1.143.1-7 Плиты перекрытий железобетонные сплошные для жилых зданий с шагом поперечных стен 3,0 и 3,6 м.  Смотреть
8 Серия 1.165.1-12 Плиты покрытий и лотковые легкобетонные для крупнопанельных жилых зданий с теплым чердаком и кровлей из рулонных материалов. Рабочие чертежи.  Смотреть
9 Серия 1.238.1-2 Плиты парапетные железобетонные рядовые и угловые для общественных зданий. Рабочие чертежи.  Смотреть
10 Серия 1.243.1-4 Плиты плоские железобетонные длиной 80, 110, 130 и 160 см, армированные сварными сетками из стали класса Вр-I. Рабочие чертежи.  Смотреть
11 Серия 1.442.1-1.87 Плиты перекрытий железобетонные ребристые высотой 400 мм, укладываемые на полки ригелей (измененный вариант оформления).  Смотреть
12 Серия 1.442.1-2 Плиты перекрытий железобетонные ребристые высотой 400 мм, укладываемые на ригели прямоугольного сечения.  Смотреть
13 Серия 1.442.1-3 Плиты железобетонные ребристые высотой 500 мм для перекрытий производственных зданий.  Смотреть
14 Серия 1.442.1-5.94 Плиты перекрытий железобетонные ребристые высотой 400 мм, укладываемые на ригели прямоугольного сечения.  Смотреть
15 Серия 1.465.1-15 Плиты железобетонные ребристые размером 3х12 м для покрытий одноэтажных производственных зданий.  Смотреть
16 Серия 1.465.1-16 Плиты железобетонные ребристые размером 1,5х12 м для покрытий одноэтажных производственных зданий.  Смотреть
17 Серия 1.465.1-17 Плиты железобетонные ребристые размером 3х6 м для покрытий одноэтажных производственных зданий.  Смотреть
18 Серия 1.465.1-18 Плиты покрытий комплексные для зданий промышленных предприятий. Смотреть
19 Серия 1.465.1-19 Плиты железобетонные мелкоразмерные для покрытий одноэтажных производственных зданий.  Смотреть
20 Серия 1.465.1-20 Плиты железобетонные ребристые размером 1,5х6 м для покрытий одноэтажных производственных зданий.  Смотреть
21 Серия 1.465.1-21.94 Плиты железобетонные ребристые размером 3х6 м для покрытий одноэтажных производственных зданий.  Смотреть
22 Серия 1.041.1-5 Многопустотные плиты перекрытий межвидового назначения.  Смотреть
23 Серия 1.042.1-2 Сборные железобетонные плиты перекрытий типа «ТТ» и «Т» для многоэтажных общественных и производственных зданий.  Смотреть
24 Серия 1.042.1-5.94 Сборные железобетонные ребристые плиты высотой 300 мм для перекрытий многоэтажных общественных зданий, производственных и вспомогательных зданий промышленных предприятий.  Смотреть
25 Серия 1.141.1-32с Плиты перекрытий железобетонные многопустотные, армированные стержнями из стали класса А_IV и Ат-IVС, для строительства жилых и общественных зданий в районах сейсмичностью 7, 8 и 9 баллов.  Смотреть
26 Серия 1.141.1-39 Облегченные многопустотные плиты пониженной высоты перекрытий усадебных домов.  Смотреть
27 Серия 1.041.1-3 Сборные железобетонные многопустотные плиты перекрытий многоэтажных общественных зданий, производственных и вспомогательных зданий промышленных предприятий.  Смотреть
28 Серия 1.400-11/91 Рекомендации по применению сборных железобетонных типовых плит в покрытиях зданий промышленных предприятий.  Смотреть
29 Серия 2.140-2м Детали перекрытий жилых и общественных зданий для I климатического района.  Смотреть
30 Серия 2.140-5с Узлы перекрытий жилых и общественных зданий, возводимых в районах сейсмичностью 7, 8 и 9 баллов.  Смотреть

Железобетонные колонны в промышленных зданиях

1. Железобетонные колонны в промышленных зданиях

2. Колонны в системе каркаса воспринимают вертикальные и горизонтальные постоянные и временные  нагрузки. Для массового

Колонны в системе каркаса
воспринимают вертикальные и
горизонтальные постоянные и
временные нагрузки.
Для массового индустриального
строительства разработаны типовые
конструкции сборных железобетонных
колонн для зданий с опорными
мостовыми кранами и для
бескрановых зданий.

3. По положению в здании колонны подразделяются на: 1.крайние  2. средние. К крайним колоннам с наружной стороны примыкают

По положению в здании колонны
подразделяются на:
1.крайние
2. средние.
К крайним колоннам с наружной стороны
примыкают стеновые ограждения.
Для производственных зданий пролетного типа
разработаны типовые колонны:
1. сплошного прямоугольного сечения
(одноветвевые)
2. сквозного прямоугольного сечения
(двухветвевые).
Колонны сплошного прямоугольного
поперечного сечения
Колонны сквозного сечения
К – для каркасов зданий без
мостовых кранов
КД – для каркасов зданий,
оборудованных электрическими
опорными кранами;
КК – для каркасов зданий,
оборудованных мостовыми
электрическими опорными кранами
КДП – для каркасов зданий,
оборудованных мостовыми опорными
кранами, с проходами в уровне
крановых путей
ККП – для каркасов зданий,
оборудованных мостовыми
электрическими кранами, с проходами в
уровне крановых путей

6. ❶Колонны рассчитаны на вертикальные нагрузки от веса покрытия, фонарей, коммуникаций, навесных стен, собственного веса, от

снега, подвесных и мостовых опорных кранов, а также на
горизонтальные (ветровые, сейсмические и температурные)
воздействия.
❷Колонны спроектированы из тяжелого бетона классов В15–В40.
❸Все колонны предназначены для применения в случаях, когда
верх фундамента имеет отметку – 0,150.
❹Во всех колоннах в местах опирания стропильных конструкций
и подкрановых балок, в крайних колоннах – на уровне швов
стеновых панелей, в связевых колоннах – в местах примыкания
продольных связей устраивают закладные
элементы, заанкеренные в бетон или приваренные для
фиксации положения к рабочей арматуре.
❺Длину колонн подбирают с учетом высоты цеха и глубины
заделки фундамента.

9. Для соединения с фундаментом колонна заводится в стакан на глубину минус 0,900 м. Для крайних колонн принята нулевая привязка к

Железобетонные колонны
для здания высотой 10,8 –
14,4 м без опорных кранов:
а – крайнего ряда; б –
среднего ряда
Для соединения с фундаментом колонна заводится в стакан на глубину минус 0,900 м.
Для крайних колонн принята нулевая привязка к продольной разбивочной оси.
Все колонны имеют прямоугольное, постоянное по высоте сечение.

10. Шаг колонн составляет 6 и 12 м. Колонны имеют консоли для опирания подкрановых балок. Они рассчитаны на нагрузки от покрытия до

Железобетонные колонны для
зданий высотой 8,4 – 14,4 м,
оборудованных опорными
кранами:
а – крайнего ряда; б –
среднего ряда
Шаг колонн составляет 6 и 12 м. Колонны имеют консоли для опирания подкрановых балок. Они рассчитаны на
нагрузки от покрытия до 700 Н/м2 мостовых кранов и ветра.
Для колонн наружных рядов с шагом 6 м принята нулевая привязка, при шаге 12 м привязка равна 250 мм.
Все колонны предназначены для использования в условиях, когда верх фундаментов имеет отметку минус 0,150.
Колонны имеют прямоугольное поперечное сечение как в верхней (надкрановой), так и в нижней (подкрановой)
части.
Для соединения с фундаментом колонна заводится в стакан на глубину минус 1,000 м.

11. Шаг колонн по крайним рядам 6 и 12 м, по средним только 12 м. Шаг стропильных конструкций 6 и 12 м. Для крайних колонн при шаге

Железобетонные
двухветвевые колонны:
а – колонна крайнего ряда;
б – колонна среднего ряда
Шаг колонн по крайним рядам 6 и 12 м, по средним только 12 м. Шаг стропильных конструкций 6 и 12 м.
Для крайних колонн при шаге 6 м; Н ≤ 14,4 м; Q ≤ 30 т принята нулевая привязка, в остальных случаях 250 мм.
Подкрановая часть колонн двухветвевая. Ветви связаны горизонтальными распорками через интервал 1,5–3 м.
Все колонны предназначены для использования в условиях, когда верх фундаментов имеет отметку минус 0,150.
Отметка головки кранового рельса рассчитана, исходя из высоты кранового рельса (с прокладкой) 150 мм и
высоты подкрановых балок.
Для соединения с фундаментом колонна заводится в стакан на глубину минус 1,05м.

12. Железобетонные двухветвевые колонны с проходом в уровне крановых путей

❶Колонны применяются в случае необходимости устройства проходов для
постоянного наблюдения за состоянием крановых путей при высоте здания
до 14,4 м, пролете до 36 м, шаге по крайним колоннам 6 или 12 м, по
средним колоннам - 12 м, грузоподъёмности опорных кранов до 30 т.
❷Привязка наружной грани крайних колонн к оси 500 мм, оси кранов к
оси здания – 1000мм.
❸Для проходов в шейке колонны устроены лазы размером 400*2200 мм.
❹Колонна формуется из бетона марки 300-400. Ветви ствола и шейки
армируются сварными каркасами; подкрановый, промежуточные и нижний
ригели – вязаной арматурой, собираемой из отдельных стержней.
❺Колонны снабжены закладными элементами для распалубки и
крепления инвентарных монтажных приспособлений, опирания
железобетонных или стальных подкрановых балок и стропильных
конструкций, опирания и навески стеновых панелей и крепления стальных
связей.

14. Двухветвевые колонны для зданий с мостовыми кранами

❶Применяют в зданиях высотой более 10,8 м.
❷Колонны разработаны для применения в одноэтажных зданиях с пролётами 18, 24 и 30 м,
высотой от 10,8 до 18 м включительно с фонарями и без фонарей, оборудованных мостовыми
кранами общего назначения грузоподъёмностью 10, 20/5, 30/5 и 50/10 тонн среднего и тяжёлого
режима работы.
❸Шаг колонн по крайним рядам 6 и 12 м, по средним только 12 м. Шаг стропильных конструкций
6 и 12 м. При шаге стропильных конструкций 6 м крайние колонны устанавливают подстропильные
фермы.
❹Для крайних колонн при шаге 6 м; Н≤14,4 м; Q≤30 т принята нулевая привязка, в остальных
случаях 250 мм.
❺Подкрановая часть колонн двухветвевая. Ветви связаны горизонтальными распорками через
интервал 1,5-3м. Колонны запроектированы в нижней части с двумя ветвями, соединёнными
распорками. Ветви, распорки и верхняя часть всех колонн имеют сплошное прямоугольное
сечение.
❻Для соединения с фундаментом колонна заводится в стакан на глубину -1,05 м, -0,35 м.
❼В двухветвевых колоннах нижняя распорка высотой 0,2 м, заводимая в стакан, имеет отверстия
0,2*0,2 м, используемые при бетонировании стыка.
❶Колонны, устанавливаемые
в средних продольных рядах у
торцевых стен, снабжаются дополнительными закладными
деталями для крепления приколонных стоек фахверка, а
колонны, устанавливаемые в местах расположения вертикальных
продольных связей каркаса, - закладными деталями для
крепления связей.
❷Колонны изготовляются из бетона марок М 300, М 400. Рабочая
арматура из горячекатаной стали периодического профиля класса
А-3.
❸По сравнению с колоннами прямоугольного сечения
двухветвевые колонны имеют повышенную жёсткость, но они
более трудоёмки в изготовлении.

17. Двухветвевые колонны для зданий с мостовыми кранами

18. Железобетонные колонны прямоугольного сечения для зданий с мостовыми кранами

❶Колонны предназначены для одноэтажных однопролётных и многопролётных зданий
с пролётами 18 и 24 м, высотой от 8,4 до 10,8 м с фонарями и без фонарей,
оборудованных мостовыми кранами общего назначения грузоподъёмностью 10-20 тонн
среднего и тяжёлого режимов работы.
❷Шаг колонн 6 и 12 м.
❸Колонны имеют консоли для опирания подкрановых балок.
❹Для колонн наружных рядов с шагом 6 м принята нулевая привязка, при шаге 12 м
привязка равна 250 мм.
❺Колонны имеют прямоугольное поперечное сечение как в верхней (надкрановой),
так и в нижней (подкрановой) части.
❻При опирании на колонны стальных подкрановых балок и стропильных ферм
применяются усиленные закладные опорные детали, обеспечивающие лучшее
распределение сосредеточенных нагрузок от стальных конструкций.
❼Колонны внутренних и наружных рядов, устанавливаемые в местах расположения
вертикальных связей, должны иметь закладные детали для крепления связей, а
расположенные у торцевых стен должны иметь дополнительные закладные детали для
крепления приколонных стоек фахверка.

20. Железобетонные колонны прямоугольного сечения для зданий без мостовых кранов

❶Колонны разработаны для одноэтажных зданий без мостовых кранов с
пролётами от 6 до 36 м, с фонарями и без фонарей, при высоте от уровня чистого
пола до низа стропильной конструкции от 3,6 до 9,6 м.Шаг крайних колонн только 6
м, средних 6 и 12 м в соответствии с унифицированными габаритными схемами.
❷Колонны могут применяться для однопролётных и многопролётных зданий с
наружным и внутренним водоотводом.
❸В зданиях допускается применение подвесного транспорта грузоподъёмностью
до 5 тонн.
❹Колонны не имеют консолей.
❺Для крайних колонн принята нулевая привязка к продольной разбивочной оси.
❻Для соединения с фундаментом колонна заводится в стакан на глубину -0,900 м.
❼Колонны армированы сварными каркасами. Кроме того, верхний конец
колонны имеет косвенную арматуру в виде горизонтально расположенных плоских
стальных стенок.

22. Цилиндрические колонны из центрифугированного железобетона

❶Колонны из центрифугированного железобетона применяются в настоящее время в
экспериментальном порядке для зданий без опорных кранов и с кранами
грузоподъёмностью до 30 т. Их внедрение позволяет по предварительным расчётам
уменьшить расход бетона на 30-50% и стали – на 20-30% за счёт эффективности
кольцевого сечения в статическом отношении и повышения прочности
центрифугированного бетона в 1,5-2 раза по сравнению с вибрированным.
❷Соединение панели с железобетонной колонной без монтажной сварки производится
посредством изогнутого в двух плоскостях крюка из стержня ⌀ 16 мм, заведённого в
наклонное отверстие ⌀ 18-20 мм в колонне и паз в панели.Конец крюка, заводимый в
колонну, предварительно смазывается цементным раствором или клеящей мастикой.
Паз панели заполняется цементным раствором.
❸Колонны кольцевого сечения целесообразно устанавливать в производственных
зданиях с неагрессивной средой при высоте их от пола до низа несущих конструкций от
3,6 до 14,4 м.Пролёты 12, 18, 24 и 30 метров. Шаг колонн 6 и 12 метров. Наружные
диаметры колонн – от 300 мм до 1000 мм (через 100 мм), толщина стенок – 50-1000 мм,
масса колонн – от 1,2 до 9 т.

24. ПРИЛОЖЕНИЯ

Slide title
Slide title
Slide title
Slide title

Одноэтажные промышленные здания - SteelConstruction.info

Одноэтажные здания являются крупнейшим сектором британского рынка металлоконструкций, на который приходится более 60% всей деятельности. Эти здания обычно используются для мастерских, фабрик, промышленных и торговых складов, а также для розничной торговли и отдыха. В просторечии называемые «сараями», размеры варьируются от небольших мастерских всего в несколько сотен квадратных метров до огромных складских помещений площадью более ста тысяч квадратных метров.

Сталь доминирует в каркасных системах, используемых в этом секторе, с долей рынка более 90%. Хотя большинство одноэтажных зданий представляют собой относительно простые строительные проекты, повышение уровня специализации подрядчиков по изготовлению стальных конструкций и других участников цепочки поставок в последние годы привело к значительному повышению качества, стоимости и производительности одноэтажных стальных зданий. Эти улучшения были достигнуты за счет более эффективного использования рамы портала подрядчиками по проектированию и строительству металлоконструкций, улучшения планирования проекта и активного управления цепочкой поставок со стороны основных подрядчиков.

Эта статья посвящена одноэтажным промышленным зданиям. Одноэтажные дома в других секторах рассматриваются в других статьях, например розничная торговля и досуг.

[вверх] Характеристики стальных конструкций

Основные статьи: Корпус для стали, Устойчивое развитие, Стоимость металлоконструкций, Планирование затрат - Промышленные здания

 

Кооперативный распределительный центр, Андовер
(Изображение любезно предоставлено Severfield (Design & Build) Ltd)

Все клиенты, вводящие в эксплуатацию здания, имеют на это экономическое обоснование; они могут строить его для собственного использования, для сдачи в аренду, в качестве инвестиций или для продажи.Хотя промышленные здания являются одной из наименее сложных форм зданий, существует несколько критериев, которые могут повлиять на ценность, которую здание приносит как клиентам, так и пользователям. Характеристики стальных конструкций обычно используются для оптимизации бизнес-модели одноэтажных зданий.

[вверх] Скорость строительства

 

Сборные компоненты легко и быстро подключаются на месте

Быстрая окупаемость инвестиций особенно важна для компаний розничной торговли и логистики, поэтому скорость строительства жизненно важна.Это может повлиять на дизайн разными способами, которые, возможно, не сразу заметны. Например:

  • Компоновка и компоненты могут быть спроектированы таким образом, чтобы можно было выполнять параллельное, а не последовательное построение
  • Интерфейсы между сделками необходимо минимизировать
  • Совместное обсуждение между профессионалами будет необходимо, чтобы гарантировать, что, какое бы решение ни было принято, все аспекты строительства могут продвигаться быстро и безопасно.


Компоненты из конструкционной стали предварительно изготавливаются за пределами площадки подрядчиком по изготовлению металлоконструкций; На этом этапе можно нанести любые необходимые защитные покрытия.Работа на стройплощадке - это, прежде всего, сборка, соединение деталей стальных конструкций болтами, что приводит к сокращению сроков строительства. Здание можно быстро сделать водонепроницаемым, что позволит следующим трейдерам получить ранний доступ к своей работе.

[вверх] Гибкость и адаптируемость

 

Тонкая конструкция занимает меньше места и дает прозрачные здания

В настоящее время изменения стали фактом жизни большинства британских предприятий, и существует вероятность существенного развития деятельности, осуществляемой в их помещениях в течение их проектной жизни.Длинные пролеты и минимальное использование внутренних колонн, которые легко и экономично достигаются с помощью стальной конструкции, предоставляют максимальные возможности для эффективного размещения изменений в здании.

Стальные здания можно легко модифицировать, укреплять и расширять. Возможность расширения конструкции на каком-то этапе в будущем может быть включена в исходный дизайн и детали конструкции. Внешний конверт может быть обновлен, обновлен или изменен. Будущие владельцы / пользователи с различными требованиями могут легко адаптировать стальное здание к своим требованиям.

В какой-то момент клиент может пожелать продать здание инвестиционной организации. Чтобы облегчить этот вариант, могут быть указаны институциональные критерии, такие как минимальная высота и более обременительные нагрузки, чтобы поддерживать стоимость активов и обеспечивать гибкость для неизвестных будущих применений.

[вверх] Техническое обслуживание

Многие здания построены для проживания собственников. Если здание сдается, то договора аренды на двадцать пять лет с полным ремонтом, когда арендатор несет ответственность за техническое обслуживание, заменяются более короткими, когда владелец несет ответственность за техническое обслуживание.Любая ситуация, когда владелец, который изначально указал здание, несет ответственность за техническое обслуживание, поощряет выбор более качественных материалов с более длительным сроком службы, чтобы снизить затраты на техническое обслуживание. Все чаще поставщики предоставляют гарантии и консультации по необходимому обслуживанию.

[вверх] Ресурсоэффективная конструкция

Сталь

позволяет возводить большие пролеты при относительно небольшой строительной глубине. Типичное конструктивное решение изолированной внешней оболочки, опирающейся на стальные второстепенные элементы, является очень хорошо разработанным решением, оптимизированным в течение многих лет, что привело к конструктивному и экономичному решению.

Для скатных крыш или короткопролетных плоских крыш конструкционная глубина балок или стропил может составлять всего 1/40 пролета между колоннами. Если внутренние столбцы требуются для многопролетных конструкций, они могут быть выбраны в качестве небольших элементов, или внутренние столбцы могут быть предоставлены на каждом втором или третьем кадре, максимизируя внутреннее пространство и гибкость (так называемые «случайные попадания»). .

  • Относительно небольшой собственный вес стальных конструкций сокращает расход материалов и доставку на строительную площадку.

[вверх] Устойчивое развитие

Стоимость энергии и сокращение производственных выбросов углерода становятся все более важными, и устойчивость в настоящее время является ключевым вопросом в процессе планирования.В будущем, вероятно, будет легче получить разрешение на строительство с помощью экологически безопасных решений. Многие клиенты, потенциальные клиенты и арендаторы придерживаются политики устойчивого развития, в соответствии с которой их деятельность контролируется акционерами и общественностью.

Сталь можно перерабатывать любое количество раз без потери качества и прочности. Стальные строительные элементы производятся в заводских условиях с минимальными отходами (обрезки утилизируются как лом).Поскольку деятельность на объекте в основном связана со сборкой, отходы на объекте бывают редко.

Стальные конструкции, особенно относительно простые конструкции, обычно используемые в одноэтажных зданиях, легко разбираются. Стальные элементы могут быть повторно использованы в других конструкциях - портальные рамы и аналогичные конструкции часто демонтируются и используются в других местах. Переработка и повторное использование - ключевые особенности экономики замкнутого цикла.

Здание из голубой стали в Лидсе показано до и после ремонта, чтобы привести его в соответствие с текущими стандартами с точки зрения функциональности и характеристик оболочки.

  • Здание из синей стали в Лидсе
  • ..... и после ремонта


В дополнение к повторной облицовке здания с использованием композитных стальных панелей, высота здания была увеличена на 3 м за счет сращивания колонн (как показано) перед восстановлением исходных связей, стропил и прогонов; отличный пример адаптируемых и многоразовых стальных зданий.

 

[вверх] Цена - качество

Преобладание стали в этом секторе демонстрирует соотношение цены и качества, которое обеспечивает стальная конструкция.Это в первую очередь связано с более эффективным использованием рамы портала подрядчиками по проектированию и строительству металлоконструкций, улучшенным планированием проектов и активным управлением цепочкой поставок со стороны основных подрядчиков. Информация о стоимости металлоконструкций в целом и планировании затрат на промышленные здания в частности легко доступна.

 

Эффектные, выразительные стальные конструкции

[вверх] Анатомия типичного одноэтажного дома

Основная статья: Концептуальный дизайн, Фермы, Фреймы портала, Оболочки зданий

 

Планировка типового одноэтажного дома

Одноэтажные здания обычно требуются для обеспечения больших открытых площадей пола с небольшим количеством внутренних структурных колонн, что обеспечивает максимальную гибкость в использовании и свободу действий, связанных с перемещением установок и оборудования внутри здания.Эти требования чаще всего достигаются за счет использования относительно легкого конструктивного каркаса, простирающегося от одной стороны здания до другого, облицованного водонепроницаемой оболочкой. Дизайн структурного каркаса и оболочки тесно связаны.

Представлено схематическое изображение типичного одноэтажного здания, показывающее как структурный каркас, так и ограждающую конструкцию здания. По сути, структура состоит из трех слоев:

  • Первичный стальной каркас, состоящий из колонн, стропил и распорок.Показанный пример представляет собой портальную раму, однако она в равной степени применима и к другим типам структурных рам.
  • Вторичная стальная конструкция, состоящая из боковых перил и прогонов для стен и крыши соответственно. Эти члены служат трем целям:
    • Для поддержки конверта
    • Для передачи нагрузки от оболочки на основную стальную раму
    • Для ограничения основных стальных элементов рамы
  • Облицовка крыши и стен, функции которой включают в себя некоторые или все из следующего:
 


Облицовка обычно также включает вспомогательные компоненты, такие как окна, потолочные светильники, вентиляционные и водосточные желоба.

В большинстве случаев длина и ширина здания намного больше, чем высота здания. В зависимости от габаритных размеров здания могут использоваться одно- и многоярусные здания. Показана многосекционная портальная рама.

Обзор одноэтажных промышленных стальных зданий

[вверх] Варианты обрамления

Существует два основных варианта каркаса одноэтажных промышленных зданий:

Рамы портала

 

Подавляющее большинство одноэтажных зданий со стальным каркасом представляют собой портальные конструкции.Впервые они были широко использованы в 1960-х годах. В течение 1970-х и начала 1980-х годов они быстро развивались и стали преобладающей формой одноэтажного строительства. Использование методов пластикового дизайна, впервые разработанных в Кембриджском университете, для пролетов до 50 м портальных рам является наиболее экономичным доступным решением. Большие площади без столбцов могут быть получены при относительно низких затратах. Часто на многопролетных каркасах промежуточные колонны ендовы опускаются («попали и промахнулись»), так что, скажем, на 45-метровой раме с центром пролета 8 м каждая «коробка» без колонн покрывает площадь более 700м 2 , а это почти пятая акра!

В рамах порталов обычно используются горячекатаные балки и колонны для стропил крыши и опорных колонн, хотя холодногнутые профили могут подходить для некоторых небольших пролетных конструкций.Рамы порталов бывают самых разных форм и размеров, с плоскими и скатными крышами. Показано схематическое расположение типичного одноэтажного портально-каркасного здания.

 

Небольшое количество подрядчиков по изготовлению металлоконструкций предлагает портальные рамы, полностью изготовленные из пластин, часто для формирования конической стропильной секции, которая более точно соответствует профилю нагрузки на стальной элемент. Дополнительные затраты на изготовление компенсируются экономией материала, из которого изготовлена ​​рама.Однако в целом эта форма рамы не имела успеха в Великобритании, в основном из-за эффективности подрядчиков по изготовлению стальных конструкций, предлагающих решения с параллельными полочными балками.

Широко доступно сложное компьютерное программное обеспечение для проектирования портальных фреймов с оптимальной эффективностью. В этих программах используются методы проектирования из пластика или эластопласта, и они могут обрабатывать многопролетные рамы с различной геометрией и несколькими вариантами нагрузки. Проектирование выполнено в соответствии с BS 5950 [1] и BS EN 1993-1-1 [2] .Подробное руководство по проектированию согласно BS 5950 [1] приведено в SCI P252, а руководство по проектированию согласно BS EN 1993-1-1 [2] дано в SCI P399.

Фермы решетчатые

 

Основной альтернативой портальным каркасам является решетчатая конструкция. Решетчатые фермы обычно дороже, чем портальные рамы для обычных применений и пролетов. Тем не менее, для определенных применений они предложат лучшее решение для каркаса, например: для очень больших пролетов (более 50 м), для производственных помещений, требующих подвешивания тяжелых растений к площади крыши, или там, где критерии отклонения особенно важны.

Фермы представляют собой треугольную сборку элементов, как правило, катаных или конструкционных полых секций. Внутренние элементы могут быть углами, балками или полыми секциями, в зависимости от расчетных нагрузок, конфигурации и затрат на изготовление. В одноэтажных зданиях используются две основные конфигурации - фермы скатной крыши и «плоские» фермы почти одинаковой глубины. Фермы обычно плоские, и для обеспечения устойчивости обычно требуются подкосы той или иной формы. В качестве альтернативы могут быть созданы трехмерные фермы.

Фермы обычно имеют большую глубину, чем одиночные балки или пластинчатые балки. Прогиб фермы невелик и может контролироваться, что делает их особенно подходящими, когда значительные нагрузки должны поддерживаться конструкцией крыши или когда должна быть установлена ​​плоская (или почти плоская) крыша. Большая глубина ферм увеличивает размеры фасада, но также дает место для размещения служб в конструкции крыши, а не под ней.

Вес стропильной конструкции крыши на единицу площади крыши, как правило, меньше, чем у однобалочных ферм, но затраты на изготовление выше.Фермы могут быть открыты в завершенной конструкции, что может увеличить затраты на изготовление, если, например, для элементов используются полые секции.

Вантовые крыши

В вантовой конструкции предусмотрены растягивающие элементы (тросы или стержни) для промежуточной поддержки элементов, таких как балки крыши, что позволяет уменьшить размер этих элементов. Стойки должны поддерживаться колоннами или мачтами, и эти элементы должны быть закреплены или скреплены другими опорами.Расположение распорок обычно очень бросается в глаза, и необходимо тщательно продумывать эстетику здания. Показан пример вантовой конструкции здания.

 

Вантовые кровельные балки хранилища

Поскольку большая часть конструкции находится за пределами здания, затраты на обслуживание этой формы строительства могут быть высокими. Необходимо уделить внимание детализации гидроизоляции там, где костяшки проходят через оболочку.

[вверху] Геометрия и расположение

Расположение колонн может быть ограничено в соответствии с расположением оборудования внутри здания, например, стеллажи на складе или оборудование в производственной единице. Хорошее понимание стоимости портальных рам и влияния различных вариантов пролета и центра пролета имеет решающее значение для достижения оптимальной планировки здания. Хороший совет можно получить у подрядчиков по изготовлению металлоконструкций, специализирующихся на одноэтажных зданиях.

С увеличением пролетов стоимость конструкции блока постепенно снижается до минимума на пролетах около 30-35 м.Выше этого расстояния затраты начинают быстро расти. Могут быть созданы графики для различных центров пролета и комбинаций высоты для оптимизации компоновки. Диапазон комбинаций быстро увеличивается, и подрядчику по изготовлению металлоконструкций необходимо будет выполнить ряд альтернативных проектов, чтобы определить лучшую планировку для предлагаемого здания.

Высота, указанная в технических характеристиках, обычно должна соответствовать нижней стороне стальных конструкций крыши, которая в случае портальных рам является нижней стороной бедра в точке, где она встречается с колонной.Это высота в свету, необходимая оператору здания, и позволяет подрядчику по изготовлению металлоконструкций спроектировать раму, чтобы освободить этот уровень, причем верх колонны определяется общей глубиной стальных конструкций в области бедра.

Основания колонн обычно устанавливаются примерно на 450 мм ниже уровня готового пола, хотя это может варьироваться на наклонных участках или в зависимости от деталей двери.

Планировка и конструкция конструкции также должны полностью учитывать требуемую скорость возведения.Решения, принятые на этом этапе, будут иметь большое влияние на количество рабочих фронтов, доступных монтажникам, поэтому может потребоваться изменить общую планировку здания, если требуется особенно быстрая программа строительства.

В качестве ориентира для размеров стальных конструкций на типовой многопролетной раме пролетом 36 м с высотой до нижней стороны бедра 12 м можно увидеть портальные стропила глубиной 457 мм или 533 мм, опоры портала глубиной 686 мм и общий вес стальных конструкций около 35 кг / м 2 .

[вверх] Вторичные стальные конструкции

Одной из особенностей одноэтажных зданий является относительно высокая доля стальных конструкций, которые являются холоднокатаными.Кровельные прогоны и боковые перила для поддержки листов кровельного покрытия и вертикальной облицовки, соответственно, доступны в качестве запатентованной продукции от ряда производителей для включения в проект стальных конструкций. Хотя эти элементы очень легкие и весят всего несколько килограммов на метр, они обычно составляют 15-25% от общего веса металлоконструкций в здании.

Необходимо возвести намного больше холоднокатаной стали, чем горячекатаные (основные) стальные конструкции, поэтому этот элемент монтажа необходимо тщательно планировать и контролировать.

Вторичные стальные конструкции

[вверху] Конверт

 

Металлическое одноэтажное производственное здание

Все здания, независимо от их использования, должны обеспечивать контролируемую внутреннюю среду, защищенную от изменчивого и неконтролируемого внешнего климата. Требуемая внутренняя среда будет зависеть от предполагаемого использования здания, и это определит конкретные требования к оболочке здания.Нормативные требования части L Строительных норм также заставляют уделять значительное внимание проектированию и строительству ограждающих конструкций.

Создание и поддержание контролируемой внутренней среды - сложный процесс, требующий сочетания механических и электрических услуг для обогрева и / или охлаждения здания и хорошо спроектированной оболочки здания для регулирования притока и потерь тепла.

Помимо формирования оболочки здания, крыша и облицовка стен могут также играть важную роль в структурных характеристиках здания, обеспечивая сдерживание второстепенных стальных конструкций.Если предполагается такое ограничение (как это часто бывает в таблицах нагрузок / пролетов производителей прогонов и боковых рельсов), важно, чтобы облицовка была способна обеспечивать это ограничение на практике.

Наиболее распространенными типами облицовки, применяемыми в одноэтажных промышленных зданиях, являются системы «двойная обшивка», состоящие из двух металлических листов со слоем изоляции между ними. Металлические системы с двойной обшивкой можно разделить на четыре основные категории:


Они показаны ниже.

 

Сборная система облицовки

Композитная система облицовки

[вверх] Плиты перекрытия

В большинстве случаев перекрытия одноэтажных промышленных зданий используются для транспортных средств, тяжелой техники и стеллажных систем. Они предназначены для выдерживания больших нагрузок и должны быть «плоскими». Следует учитывать концентрированные нагрузки от транспортных средств, машин, стеллажей и контейнеров, в зависимости от области применения, и локальное утолщение плиты может быть выполнено, если конфигурация любого тяжелого оборудования и т. Д.известен еще на стадии проектирования. В большинстве промышленных зданий бетонный пол толщиной не менее 150 мм поверх слоя гранулированной засыпки, который также имеет толщину не менее 150 мм. Для больших площадей пола требуется скользящий слой между базовым слоем и бетоном, обычно с использованием двух слоев синтетического материала.

[вверх] Офисные помещения

 

Вход и служебные помещения - ProShed, Daventry

Практически во всех случаях в застройку будут включены офисы.Обычно это два этажа в высоту, как правило, либо в углу здания, либо примыкают к фасаду и боковым фасадам. Площадь офиса обычно составляет около 5% от общей площади здания, но это зависит от конкретных требований клиента или арендатора.

Большинство офисов, встроенных в промышленные здания, спроектированы в соответствии с обычными коммерческими стандартами, и оболочка может быть навесной стеной, а не системой на основе стального листа.

В многоэтажных офисных помещениях подвесные полы обычно представляют собой композитные плиты перекрытия с накладками на месте или сборные элементы.Выбор часто будет зависеть от программы и процесса строительства, выбранных основным подрядчиком.

Хотя офисные помещения обычно намного меньше, чем остальная часть здания, их строительство включает в себя гораздо больше профессий и, следовательно, часто является наиболее критичной областью с точки зрения общей программы строительства.

[вверх] Антресоли

Мезонинные этажи в одноэтажных промышленных зданиях позволяют гибко предоставлять дополнительную площадь, не увеличивая общий размер здания.Они могут быть частью нового здания или улучшением существующего здания. Мезонинные этажи, как правило, представляют собой отдельные конструкции со стальным каркасом, которые опираются непосредственно на бетонную плиту первого этажа и связаны с основным конструктивным каркасом здания. Однако в промышленных зданиях может требоваться обеспечение непрерывных рабочих пространств по всей площади первого этажа (поддержка движения погрузчиков). В этих случаях конструкция антресольного этажа может опираться непосредственно на основные элементы каркаса крыши, тем самым обеспечивая свободное пространство под ними.Обычно антресольные этажи представляют собой легкие полы с открытой решеткой. Чтобы ограничить потерю высоты до минимума, можно указать ячеистые балки, которые позволят предоставлять услуги в пределах глубины балок антресольного этажа. Показан типовой антресольный этаж промышленного объекта.

 

Типовой антресольный этаж в производственном здании

[вверх] Строительные формы

Основная статья: Фермы, рамы портала

[вверх] Выбор формы здания

Один большой зал - главная особенность большинства промышленных зданий.Конструкция и внешний вид одноэтажного промышленного здания предоставляет инженеру-проектировщику широкий спектр возможных конфигураций для реализации архитектурных и функциональных требований здания. Как правило, промышленное здание имеет прямоугольную опору, которая может увеличиваться в продольном направлении. Дизайн здания должен быть согласован с его функциональными требованиями и эксплуатационными энергетическими характеристиками, включая освещение.

Сравнение преимуществ и причин выбора конкретной формы здания (простая балочная конструкция, портальная рама или ферма) показано в таблице.

Сличение основных конструктивных форм одноэтажных домов
Простая балка / колонна Рама портала Ферма
Преимущества
Простой дизайн Большой пролет Возможны очень длинные пролеты
Устойчивость в плоскости Можно перевозить тяжелые грузы
Размеры элементов и бедра могут быть оптимизированы для повышения эффективности умеренный прогиб
Недостатки
Относительно короткий пролет Программное обеспечение, необходимое для эффективного проектирования Как правило, более дорогое изготовление
Стяжки, необходимые для устойчивости в плоскости Ограничено относительно небольшой вертикальной нагрузкой и небольшими кранами, чтобы избежать чрезмерных прогибов Обычно для устойчивости в плоскости используются распорки.
Нет экономии благодаря непрерывности

[вверху] Типы портальной рамы

Портальные рамы являются наиболее часто используемым типом структурных каркасов для промышленных зданий, поскольку они являются очень экономичным решением.Они широко используются, потому что сочетают структурную эффективность с функциональным применением. Различные конфигурации могут быть спроектированы с использованием той же структурной концепции, которая показана на рисунке. Рамы с несколькими отсеками также могут быть спроектированы, как в (e) и (f), с использованием одной или пары внутренних колонн.


Эти простые типы структурных систем также могут быть спроектированы так, чтобы быть более привлекательными с архитектурной точки зрения за счет использования изогнутых элементов, ячеистых или перфорированных балок и т. Д. Также были разработаны инновационные структурные системы, в которых портальные рамы создаются с помощью сопротивляющихся моменту соединений с использованием сочленений и стяжек.

[вверх] Решетчатые конструкции

Длиннопролетные промышленные здания можно проектировать с решетчатыми фермами, швеллерами, балками или трубчатыми профилями. Решетчатые фермы, как правило, представляют собой балочные и колонные конструкции и редко используются в портальных рамах. Показаны различные конфигурации решетчатых ферм. Две общие формы - это распорки W или N. В этом случае стабильность обычно обеспечивается за счет жесткости, а не жесткой рамы.

Используя решетчатые конструкции, можно достичь сравнительно высокой жесткости и несущей способности при минимальном использовании материала.Помимо возможности создания длинных пролетов, решетчатые структуры привлекательны и обеспечивают простую интеграцию услуг.

 

Решетчатые фермы различных форм, используемые в промышленных зданиях

[вверх] Подвесные конструкции

Используя подвесные конструкции, можно реализовать большие пролетные строения с высоким визуальным и архитектурным качеством. Разделение на элементы, которые преимущественно подвержены растяжению или сжатию, позволяет создавать легкие конструкции.Однако конструкции, которые позволяют экономить на использовании материалов, не обязательно приводят к экономическим решениям. В частности, в космических конструкциях стыки могут быть очень сложными, и их сборка и установка требуют больше времени. Следовательно, возможными применениями этого типа конструкций являются промышленные здания, которые также служат архитектурным целям, а не просто функциональные здания.

[вверху] Конструкция

Основные статьи: Концептуальный дизайн, Фермы, Рамы портала, Моделирование и анализ, Проектирование стержней, Эксплуатационный углерод, Одноэтажные здания в пограничных условиях пожара, Простые соединения, Соединения, устойчивые к моменту

Стальные конструкции - один из наиболее эффективных секторов строительной индустрии.Ведущие поставщики производят компоненты за пределами предприятия, используя оборудование с компьютерным управлением, которое напрямую зависит от информации, содержащейся в трехмерных компьютерных моделях, используемых для детализации. Помимо управления производственным процессом, информация в модели также используется для заказа, планирования, отправки и монтажа. Одноэтажная конструкция в лучшем виде, с ее высоко интегрированным дизайном и производством, представляет собой отличный уровень эффективности. Ключом к достижению высочайшего уровня эффективности является работа таким образом, чтобы обеспечить оптимальное использование этой инфраструктуры.

[вверх] Концепция дизайна

Разработка проектного решения для одноэтажного здания, такого как большой корпус или промышленный объект, больше зависит от деятельности, выполняемой в здании (и возможных будущих требований), чем от других типов зданий. Хотя одноэтажные здания в первую очередь функциональны, они часто проектируются с сильным архитектурным вкладом, продиктованным требованиями планирования и «брендингом» клиента.

На стадии концептуального проектирования одноэтажных промышленных зданий следует учитывать следующие общие требования к проектированию:

  • Использование пространства, например, особые требования для работы с материалами или компонентами на производственном объекте
  • Гибкость пространства в текущем и будущем использовании
  • Скорость строительства
  • Экологические характеристики, включая требования к обслуживанию и тепловые характеристики
  • Эстетика и визуальное воздействие
  • Звукоизоляция, особенно в производственных помещениях
  • Доступ и безопасность
  • Соображения, касающиеся устойчивого развития
  • Расчетный срок службы и требования к техническому обслуживанию, включая вопросы по окончании срока службы.


Чтобы разработать концептуальный проект, необходимо пересмотреть эти соображения в зависимости от типа одноэтажного здания. Например, требования к распределительному центру будут отличаться от требований к производственному предприятию. Обзор важности различных вопросов проектирования представлен в таблице для распространенных типов одноэтажных промышленных зданий. Требования к зданиям для розничной торговли и отдыха подробно описаны в разделах веб-сайта, посвященных конкретным секторам.

 

Относительная важность различных вопросов проектирования в одноэтажных промышленных зданиях

[вверх] Выбор рамы

Самым популярным выбором структурной формы для одноэтажных зданий с пролетами от 20 до 60 м является портальная рама из-за ее превосходной конструктивной эффективности и простоты изготовления и монтажа. Рамы портала могут быть спроектированы с использованием упругих или пластических расчетов и проектирования.Каркасы портала с эластичной конструкцией, вероятно, будут тяжелее, поскольку они не полностью используют возможности секций, но их проще спроектировать и детализировать с помощью неспециализированного программного обеспечения для проектирования.

Для более длинных пролетов вместо портальных рам можно использовать решетчатые фермы. Фермы, вероятно, будут более эффективными для пролетов более 60 м и в зданиях с более короткими пролетами, где имеется значительное количество механического оборудования.

[вверх] Конструктивное проектирование

Эффективные портальные рамы с относительно низкими нагрузками на крышу представляют собой тонкие конструкции, и в некоторых случаях гибкость такова, что при анализе конструкции необходимо учитывать эффекты второго порядка.Как правило, эффекты второго порядка необходимо учитывать для предельного состояния предельного состояния (ULS), но они будут иметь незначительные эффекты в предельном состоянии пригодности к эксплуатации (SLS).

Портальные рамы обеспечивают достаточную стабильность в плоскости и, следовательно, требуют только распорок для устойчивости вне плоскости. Однако их структурная эффективность зависит от метода анализа и допущений, которые сделаны в отношении ограничений, обеспечиваемых конструктивным элементам.

Эффективная конструкция портальной рамы
Более эффективный Менее эффективный
Анализ с использованием программного обеспечения для упругопластических исследований Расчет упругости
Облицовка, ограничивающая фланец прогонов и боковых поручней Прогоны и боковые поручни без фиксации
Прогоны и боковые планки, используемые для удержания обоих фланцев горячекатаной стальной конструкции Внутренний фланец горячекатаной металлоконструкции не ограничен
Используемая номинальная базовая жесткость Номинальная базовая жесткость игнорируется

Самыми экономичными конструкциями часто являются конструкции, изготовленные с использованием методов пластикового дизайна, которые в Великобритании хорошо зарекомендовали себя и используются уже более 40 лет.

Решетчатые фермы обычно проектируются с использованием методов анализа упругости.

На «снимке экрана» ниже изображена модель Fastrak здания с портальным каркасом.

 

[вверх] Взаимозависимость рамок и конвертов

Конструктивная эффективность портальных рам частично обусловлена ​​закреплением стропил и колонн прогонами и боковыми поручнями соответственно.Точно так же эффективность прогонов зависит от ограничения, обеспечиваемого облицовкой. Листы облицовки профилированы для обеспечения необходимой прочности для перекрытия прогонов и необходимой фиксации. Профиль также должен учитывать сток ливневой воды. Проектировщики и подрядчики должны учитывать, что хорошее взаимодействие между компонентами рамы и оболочки имеет важное значение для эффективности конструкции, и по этой причине облицовка должна быть прикреплена ко всем прогонам и поручням в соответствии с рекомендациями производителя.

[вверх] Эксплуатационные энергетические показатели

 

Испытания под давлением промышленного здания
(Изображение предоставлено BSRIA)

В соответствии с Частью L Строительных норм и правил, требуемые сокращения значений U за последние годы привели к значительному увеличению толщины изоляции, что может сказаться на устойчивости каркаса, весе облицовки и вытекающих из этого требованиях к обращению.Существует распространенное мнение, что эта тенденция будет продолжаться бесконечно, поскольку нормативные изменения повышают требования к оболочке здания. Однако в действительности взаимосвязь между толщиной изоляции и энергоэффективностью подчиняется закону убывающей отдачи, и сейчас близок к достижению точка, когда дальнейшее увеличение толщины изоляции вряд ли приведет к значительному улучшению эксплуатационных энергетических характеристик, факт, признанный в Консультация 2012 года [3] .

Для многих применений включение потолочных светильников важно, потому что они уменьшают количество необходимого искусственного освещения и, следовательно, потребность здания в энергии. Однако они также увеличивают солнечную энергию, что может привести к перегреву летом и увеличению потребности в охлаждении. Потери тепла через тепловые мосты также становятся более значительными (относительно) по мере увеличения толщины изоляции, что требует использования усовершенствованных деталей конструкции и специализированных компонентов для удовлетворения нормативных требований.

Баланс всех факторов необходим для оптимизации снижения выбросов углерода при эксплуатации любого здания.

 

Светильники со средним уклоном, обеспечивающие естественное освещение складского помещения

Герметичность

Введение обязательных испытаний на герметичность подчеркнуло важность проектирования и сдачи здания без сквозняков.Недавние исследования показали, что контроль герметичности - очень эффективный способ улучшить энергосбережение. Например, в то время как текущий минимальный стандарт герметичности зданий> 500 м 2 составляет 10 м 3 / м 2 / час при 50 Паскалях, уровни воздухонепроницаемости снижаются до испытанного значения 2 м 3 / м 2 / час возможно при стандартной конструкции. Однако достижение этого уровня зависит от гарантированного качества строительства и детализации.Для зданий с площадью пола менее 5000 м 2 достижение хороших уровней воздухонепроницаемости становится труднодостижимым из-за большей доли отверстий по сравнению с площадью ограждающей конструкции. Хотя общепринято считать, что ответственность за воздухонепроницаемость несет подрядчик по облицовке, в действительности необходимое качество строительства может быть достигнуто только в том случае, если все звенья цепочки поставок понимают требования и проект здания хорошо скоординирован.

Освещение

Требования к освещению промышленных зданий зависят от типа здания, его использования и занятости.Концепция и расположение проемов для естественного освещения допускают разнообразие архитектурного дизайна. Часто встречаются люки и остекленные двускатные крыши, а также световые полосы на фасаде. Отверстия для естественного освещения могут служить выходами дыма и тепла в случае пожара. В Великобритании одноэтажные промышленные здания обычно имеют крыши, занимающие от 10 до 15% площади крыши.

Хорошо продуманное естественное освещение может существенно повлиять на производственные выбросы углерода в здании.Однако слишком много естественного дневного света может привести к чрезмерному притоку солнечной энергии летом, что приведет к перегреву и увеличению потерь тепла через кожух зимой.

Одним из факторов, который оказывает большое влияние на эффективность освещения больших одноэтажных промышленных зданий (как естественных, так и искусственных), является использование высоких стеллажей или стеллажей. После установки препятствий, таких как высокие стеллажи, здание эффективно разбивается на ряд узких пространств коридорного типа, которые требуют гораздо большего количества оборудования и, следовательно, большей энергии для достижения того же уровня и однородности освещения.Конфигурация стеллажа, если она известна на этапе проектирования, должна быть учтена при проектировании плафонов и систем искусственного освещения.

Решение об использовании естественного дневного света в здании и выбранный тип дневного освещения имеют важные последствия для общего дизайна здания. Подробно это обсуждается в руководстве Target Zero Warehouse.

[вверх] Интеграция услуг

Для промышленных зданий часто устанавливаются особые требования к инженерным сетям, которые могут быть необходимы для работы машин и производственных линий.Интеграцию услуг следует учитывать на ранних этапах планирования. В частности, расположение и размер воздуховодов должны быть согласованы с конструкцией и условиями естественного освещения. Использование структурных систем, таких как ячеистые балки и фермы, может облегчить интеграцию услуг и помочь добиться согласованного внешнего вида здания.

Дизайн обслуживающего оборудования и помещений может иметь большое значение в промышленных зданиях. Централизация обслуживания здания может дать преимущество простоты обслуживания.В больших зданиях эксплуатационные участки могут быть очень длинными, и, особенно для воздуховодов на уровне крыши, следует учитывать и учитывать расширение и перемещение воздуховодов.

Естественная вентиляция снижает потребность в системах кондиционирования воздуха, что, в свою очередь, означает сокращение эксплуатационных выбросов углерода в здании. Эффективность естественной вентиляции зависит от размера и ориентации здания. Вентиляционные отверстия на крыше - распространенный вариант естественной вентиляции в зданиях без достаточно больших отверстий, однако их необходимо тщательно размещать, чтобы обеспечить максимальную эффективность.Гибридные системы вентиляции сейчас популярны в промышленных зданиях. В них используется преимущественно естественная вентиляция, но с вентиляторами с механическим приводом для повышения предсказуемости работы в более широком диапазоне погодных условий.

[вверх] Кровельные водосточные системы

 

Типовая водосточная система
(Изображение любезно предоставлено A.C.Bacon Engineering Ltd.)

Проектированием, оформлением и возведением водостоков часто пренебрегают.Те, кто участвует в проектировании несущих стальных конструкций, часто не осведомлены о воздействиях, возникающих в результате введения изолированных водостоков и симфонических дренажных систем. Вес желоба, как с точки зрения трудностей с обращением во время установки, так и с точки зрения прочности и удобства обслуживания опорной конструкции, требует особого внимания. Необходимо уделить внимание крепежным деталям, чтобы их можно было легко прикрепить к опорным элементам и удерживать их. Также хорошей практикой является установка вторичной дренажной системы, чтобы избежать затопления здания, если система засоряется и выходит из строя.При проектировании желобов следует учитывать возможность внезапных наводнений и тот факт, что желоба должны быть обслуживаемыми и иметь хороший доступ для очистки.

На изображении показана типичная система водостока с крыши, используемая в одноэтажных промышленных зданиях.

[вверх] Полы и фундамент

Инженер-строитель обычно отвечает за детали проектирования фундаментов. Фундаментная плита обычно проектируется и строится специализированным субподрядчиком, работающим в соответствии со спецификациями, подготовленными инженером-консультантом.Детали проектирования и строительства должны быть одобрены инженером до начала строительства, а детали должны быть согласованы со всеми смежными профессиями.

Существуют инновации в использовании сборных железобетонных оснований, фундаментных балок и таких элементов, как ограждение перегрузочных мостов и подпорные стены, которые помогают увеличить общую скорость строительства. Детальный проект этих элементов и прилегающих элементов конструкции и облицовки должен соответствовать как последовательности строительства, так и необходимости доступа и обращения.

Инженер-строитель должен определить, подходят ли для стального каркаса номинально закрепленные или номинально закрепленные основания. Необходимо провести исследование площадки и получить информацию о предполагаемых грунтовых условиях. Решение о подходящем фундаменте будет основано на этой информации и должно быть передано подрядчику по изготовлению металлоконструкций в качестве основы для его проектирования.

Что касается плиты первого этажа, то технический отчет TR34 [4] Concrete Society описывает передовые методы проектирования и строительства, включая рекомендации по допускам, нагрузкам, отделке, стыкам, основанию и множеству альтернативных методов строительства. и необходимые меры по техническому обслуживанию.

Плита обычно укладывается после возведения облицовки, что означает, что она не должна подвергаться воздействию погодных условий и пыли. Если могут быть разработаны приемлемые методы, строительство можно ускорить за счет заливки плиты перед возведением оболочки.

[вверху] Детали подключения

Три основных соединения в раме портала с одним пролетом - это соединения у карниза, вершины и основания колонны.

Для карниза чаще всего используются болтовые соединения, как показано на рисунке ниже.

 

Соединение вершины часто имеет аналогичную конструкцию.

Основание колонны часто бывает простым с большими допусками для облегчения стыка между бетонным основанием и стальными конструкциями. Штифтовые соединения обычно предпочтительны, поскольку они позволяют проектировать фундаменты меньшего размера, однако необходимо учитывать стабильность во время строительства, независимо от того, находится ли колонна в граничных условиях.

 

[вверх] Пожарная безопасность

Одноэтажные здания обычно не должны иметь огнестойкость. Наиболее распространенная, но не единственная ситуация, когда требуется огнестойкость, возникает при распространении огня между зданиями. Это хорошо известное граничное условие. Когда это происходит, обычно только внешняя стена рядом с прилегающими зданиями и ее опорные колонны требуют огнестойкости.Стропила и любые колонны, не относящиеся к граничным условиям, остаются незащищенными. Однако основания защищенных колонн должны быть спроектированы таким образом, чтобы выдерживать опрокидывающий момент, вызванный обрушением остальной конструкции.

[вверх] Устойчивое развитие

В контексте современных промышленных зданий основные проблемы устойчивости, которые необходимо решить, включают в себя то, как минимизировать эксплуатационное потребление энергии (и связанные с этим выбросы углерода), особенно в системах отопления и освещения, как достичь высоких рейтингов BREEAM и любые конкретные требования к планированию.

Значительный интерес также проявляется к интеграции низкоуглеродных технологий и технологий с нулевым выбросом углерода в промышленные здания, особенно технологий, использующих большие площади их оболочки, таких как фотоэлектрическая энергия и технологии прозрачных солнечных коллекторов (TSC).

[наверх] Эксплуатационное потребление энергии в одноэтажных промышленных зданиях
 

Показана разбивка производственных выбросов углерода по потреблению энергии в типичном большом одноэтажном промышленном здании, в данном случае складском помещении.

Освещение - это, безусловно, самая значительная потребность в энергии, на которую в данном случае приходится около трех четвертей общих производственных выбросов углерода. Следовательно, эффективные системы освещения в сочетании с оптимальной конструкцией потолочных светильников являются ключевыми факторами снижения выбросов углекислого газа при эксплуатации. Сложность взаимодействия между дизайном потолочных светильников, системами освещения, затемнением дневного света (и стеллажами при работе со складскими зданиями) требует подробного динамического теплового моделирования в сочетании с хорошим дизайном освещения для разработки оптимального светового решения.Рекомендации по выбору оптимальной площади фонарей в промышленных зданиях приведены в руководстве Target Zero.

Существенное сокращение эксплуатационных выбросов углерода возможно в промышленных зданиях с помощью мер по повышению энергоэффективности, особенно мер, касающихся освещения. Значительные дополнительные сокращения достигаются за счет использования технологий солнечных фотоэлектрических и прозрачных солнечных коллекторов (TSC), которые используют преимущества больших площадей крыш и стен промышленных зданий. Жизнеспособность таких технологий сильно зависит от стоимости технологии и, в частности, от субсидий, таких как льготные тарифы и стимулы для возобновляемых источников тепла (RHI).

Проект Target Zero предоставляет подробное руководство о том, как достичь целевых показателей низкого и нулевого эксплуатационных выбросов углерода в одноэтажных зданиях. Руководство также доступно по внешним ссылкам

[вверх] BREEAM для промышленных зданий

Схема экологической оценки BREEAM предоставляет метод количественной оценки экологических характеристик зданий. Хотя эта схема является добровольной, многие клиенты из коммерческого сектора реагируют на спрос и переходят на BREEAM для строительства энергосберегающих, экологичных и перспективных зданий.

Результаты программы Target Zero предполагают, что для одноэтажного промышленного здания увеличение капитальных затрат (по сравнению с базовым вариантом, соответствующим части L 2006 г.) для достижения следующих рейтингов BREEAM (2008) составляет:

  • 0,04% для достижения BREEAM «очень хорошо»
  • 0,4% для достижения BREEAM «Отлично»
  • 4,8% для достижения «Выдающийся» по BREEAM.


Более подробная информация представлена ​​в руководстве по нулевой цели, а руководство доступно по следующим внешним ссылкам.

[вверх] Строительство

Основные статьи: Строительство, Изготовление, Здоровье и безопасность

[вверху] Время ввода

Период от получения инструкции (письма о намерениях или приказа) до прибытия на объект варьируется в зависимости от размера проекта, сложности и уровня рабочей нагрузки в отрасли.В качестве ориентира для типичного малого или среднего промышленного здания (до 10000 м 2 ) ввод в течение 8 недель будет нормальным, а для более крупных проектов - до 10-12 недель. Эти периоды часто могут быть сокращены, если это особенно необходимо для отдельных проектов, путем обсуждения с подрядчиком металлоконструкций.

[вверх] Сроки возведения объекта

Скорость возведения будет зависеть от ряда факторов:

  • Количество монтажных бригад - монтажная бригада обычно состоит из 3 или 4 человек, с краном и передвижными подъемными рабочими площадками.Как показывает практика, при восьмичасовом рабочем дне в разумную погоду бригада возводит около 50 тонн (горячего и холодного проката) за 5 дней в неделю. Это примерно соответствует площади 1500 м 2 . Общая скорость возведения будет зависеть от ресурсов, доступных подрядчику по производству металлоконструкций, с точки зрения скорости доставки металлоконструкций на площадку, количества монтажных бригад в его распоряжении и количества рабочих фронтов, которые можно безопасно и эффективно обрабатывать одновременно. .
  • Время года - в разгар зимы световой день ограничен, и невозможно работать столько же часов, сколько в летние месяцы, когда монтажники могут работать гораздо дольше.
  • Погода - программа должна учитывать погодные условия с учетом времени года, запланированного для возведения металлоконструкций.
  • Условия площадки - выполнение запланированной программы невозможно при отсутствии хорошо подготовленного и безопасного грунта. Плохой грунт, даже если он считается безопасным для работы, приведет к серьезной потере производительности процесса монтажа. Этот важный аспект получает дальнейшее развитие при возведении безопасной площадки.
  • Планирование площадки - быстрые программы потребуют больших площадей для складывания, чтобы стальные конструкции можно было доставить и разгрузить в желаемом месте до того, как монтажная группа достигнет этого места.

[вверх] Монтаж безопасной площадки

Возведение конструкции обычно осуществляется с использованием мобильных телескопических кранов и мобильных подъемных рабочих платформ (MEWP), часто называемых «сборщиками вишни». Облицовку стен обычно устанавливают с помощью ножничных подъемников. Ключевой проблемой для здоровья и безопасности при возведении одноэтажных промышленных зданий является состояние площадки. MEWP очень эффективны и предлагают возможность безопасного доступа ко всем частям конструкции, но их успех во многом зависит от условий грунта.Плохая или плохо подготовленная почва быстро ухудшится, как только МПРП начнет перемещаться по площадке, и поэтому важно, чтобы главный подрядчик спроектировал и подготовил почву для принятия этих нагрузок.

Обычно необходимо подготовить всю площадь основания здания для доступа к MEWP и мобильному крану. Кроме того, для установки холоднокатаных боковых ограждений потребуется полоса шириной 3–4 м для доступа к MEWP по внешнему периметру здания.

Перед началом монтажа подрядчик по изготовлению металлоконструкций попросит главного подрядчика заполнить и подписать Акт передачи безопасной площадки BCSA.В этом важном документе в виде контрольного списка излагаются вопросы, необходимые для обеспечения безопасного места для монтажа стальных конструкций.

  • Телескопический кран и ножничный подъемник

[вверху] Монтаж конверта

Наибольшие риски при возведении ограждающих конструкций (облицовки) здания связаны с работниками на высоте и падением материалов с высоты. Особое внимание необходимо уделять обоим этим вопросам с точки зрения обеспечения безопасной рабочей площадки, с которой могут выполняться операции по облицовке, подходящих средств доступа и выхода, а также эффективных барьеров для предотвращения падений людей или материалов.Монтаж облицовки стен обычно осуществляется с помощью сборщиков вишни или ножничных подъемников, которые обеспечивают безопасный доступ и безопасную рабочую площадку.

 

Ножничный подъемник для безопасного возведения облицовки стен

Риск для рабочих во время строительства крыши сводится к минимуму за счет обеспечения нескольких важных функций безопасности:

  • Временная обшивка и площадки между прогонами
  • Защитные сетки
  • Защита кромок по периметру (перила и подножки).


Более подробная информация о безопасном монтаже доступна здесь.

 

Техника безопасности при возведении кровли

[вверх] Закупки

Несмотря на то, что процессы закупок в общем строительстве широко распространены, для промышленных зданий обычно используются только два процесса: «Проектирование и строительство» и «Традиционный». Из них компания «Design and Build», безусловно, занимает наибольшую долю рынка, по крайней мере, три четверти одноэтажных промышленных зданий построены с использованием этого метода.Эта ситуация сложилась из-за:

  • Изделие, то есть здание, относительно просто по сравнению с другими типами зданий
  • Существуют хорошо разработанные системы для всех частей конструкции, т.е. первичные и вторичные стальные конструкции и системы ограждающих конструкций.
  • Краткое описание клиента может быть изложено относительно просто
  • Размер рынка привлек множество компетентных компаний к разработке систем и предложению своих услуг.


Решение о том, какой процесс использовать, зависит от относительной важности поддержания контроля над процессом проектирования и конкурентного преимущества, предлагаемого Design and Build.Особо следует отметить различную ответственность различных сторон в различных договорных соглашениях.

[вверх] Дизайн и сборка

Основная привлекательность процесса проектирования и строительства для клиента заключается в том, что риски перекладываются на подрядчика, который несет ответственность за все аспекты проектирования и строительства. Роль подрядчика - управлять всеми работами и обеспечивать качество завершенного здания. Работа выполняется в соответствии со спецификацией Performance Specification , которая обычно включает такую ​​информацию, как набросок проекта, чертежи архитектора, требования к нагрузке, время до первого обслуживания окрашенных стальных конструкций и описания других профессий, таких как облицовочные материалы и промышленные двери.Эта ситуация хорошо работает в секторе промышленных зданий, потому что в этом секторе достаточно компаний, обладающих соответствующей компетенцией и финансовой мощью, из которых клиенты могут выбрать свою команду.

Ряд подрядчиков по изготовлению стальных конструкций специализируются на этом рынке, и они могут производить очень экономичные рамы с короткими сроками выполнения и быстрыми сроками монтажа. Детальное знание доступности стали и относительной стоимости означает, что можно выбрать экономичные рамы, специально спроектированные с учетом собственных производственных мощностей специализированного подрядчика по изготовлению стальных конструкций, а также для обеспечения безопасности и эффективности монтажа на стройплощадке.

Многие крупные клиенты со значительным постоянным бизнесом установили хорошие отношения с относительно небольшим количеством цепочек поставок стальных конструкций, которые привыкли работать друг с другом в рамках неформальных и доверительных партнерских отношений. Это оказалось чрезвычайно выгодным для всех вовлеченных сторон.

Важным компонентом взаимоотношений «Проектирование и строительство», которые имеют тенденцию к развитию в течение значительного периода, является доверие между сторонами. Этого может быть трудно достичь в новых ситуациях, но это должна быть главная цель.Выбранные рабочие условия и форма контракта должны быть такими, чтобы они поощряли и поощряли полезное поведение. Обычно для этого требуется, чтобы все виды коммуникаций были как можно более прозрачными.

Несмотря на то, что большая часть рисков и ответственности передается подрядчику, заказчик сохраняет полную ответственность за здоровье и безопасность. Назначение опытных, ответственных подрядчиков и специализированных подрядчиков является важной частью этой обязанности.

[вверх] Традиционный

Альтернативой «Проектированию и строительству» является традиционный подход, при котором структурное проектирование выполняется инженером-консультантом, работающим либо на клиента, либо на главного подрядчика.Консультант также готовит чертежи общего вида стальных конструкций, на которых показана вся основная информация о размерах. После проектирования и чертежа стальные конструкции передаются на торги подрядчикам по изготовлению металлоконструкций. Контракт будет включать проектирование соединений, подробные производственные чертежи, изготовление, доставку и монтаж. Этот путь закупок иногда выбирают, потому что он дает больший предполагаемый контроль над проектом, хотя он редко позволяет достичь конкурентного преимущества, доступного через маршрут «Проектирование и строительство».

Главный подрядчик, выбранный на конкурсных торгах, отвечает за строительство в соответствии с информацией, предоставленной проектной группой. Большая часть строительных работ, включая монтаж стального каркаса и установку облицовки, вероятно, будет выполняться специализированными субподрядчиками.

Традиционный подход, как правило, используется для специализированных зданий, поскольку архитектор, а следовательно, и заказчик, сохраняет больший контроль.Некоторые элементы здания, в частности каркас, можно приобрести в рамках ограниченного процесса «Дизайн и строительство».

[вверх] Управление проектами

За подготовку подробной программы строительства для всего проекта обычно отвечает главный подрядчик.

В большинстве одноэтажных зданий теперь действуют программы «ускоренного отслеживания». В случае металлоконструкций это означает, что следующие виды работ, такие как облицовка крыш и стен, кирпичная кладка и двери, будут начаты, в то время как монтаж металлоконструкций будет продвигаться дальше вниз по зданию.Для выполнения программы этого типа необходимо провести серию секционных передач металлоконструкций, скажем, с двухнедельными интервалами по всему зданию. Каждая секция полностью возведена, а затем облицована и промазана. После проверки и утверждения генеральным подрядчиком основы стальных конструкций заливаются раствором, после чего можно начинать следующие торги.

Последовательность сборки на основных стыках особенно важна для подрядчика по изготовлению стальных конструкций. Например, основание дверных стоек может быть прикреплено болтами к сборной бетонной кольцевой балке.Поэтому в идеале кольцевая балка должна быть на месте перед монтажом металлоконструкций; в противном случае необходимо будет оставить стальные конструкции двери и связанные с ними ограждения, пока не будут закреплены балки грунта. Тщательное планирование и хорошая координация проектирования в большинстве случаев устраняют необходимость в опускании стальных компонентов, позволяя программе идти гладко. Однако в некоторых случаях повторное исправление стальных конструкций неизбежно. Важно, чтобы эти случаи были четко определены заранее, и им была выделена подходящая продолжительность в программе сборки.Подрядчик по изготовлению стальных конструкций может соответствующим образом организовать монтажные работы и может решить оставить вторую фиксированную стальную конструкцию за пределами площадки до тех пор, пока она не потребуется, во избежание потери площадки или повреждения незакрепленных компонентов.

[вверх] Раннее вовлечение в цепочку поставок

В большинстве случаев архитектору поручают разработать концептуальные проекты и получить необходимые разрешения на планирование вместе с достаточной информацией для получения тендерных заявок от подрядчиков и выбора выигравшего предложения. Предконтрактный период следует использовать для определения обязанностей по проектированию, ключевых ролей, которые будут играть участники проекта и их сотрудники, а также навыков, необходимых для выполнения этих ролей.Эти факторы могут повлиять на выбор подрядчиков.

После назначения главного подрядчика он становится ответственным за все проектные и строительные работы в рамках проекта, хотя обычно для выполнения фактических строительных работ привлекаются специализированные субподрядчики. Архитектора, разрабатывающего концептуальный проект, часто впоследствии приглашают к выбранному главному подрядчику вместе с инженером, который первоначально оценивает состояние грунта и дренаж, если это еще не было сделано.

Главный подрядчик должен управлять всеми интерфейсами между различными элементами работы. Эта координирующая роль очень важна и может выполняться собственными силами, хотя во многих случаях он будет платить архитектору, чтобы тот действовал от его имени.

Следует отметить, что с опытными и знающими клиентами спецификации, как правило, представляют собой более тонкие документы, в которых используются рекомендации проверенных производителей. Менее опытные клиенты и их консультанты, как правило, составляют подробные спецификации, которые направлены на защиту от неудач, а не на поощрение тратиться энергии на то, чтобы все прошло хорошо.Это может быть отражением более раннего состояния отношений, но растет число успешных фирм, которые могут свидетельствовать о преимуществах поощрения успеха.

Прогрессивный подход требует большего участия всех заинтересованных сторон, а не отношения «уйдите и разберитесь между собой». Как и во всех сферах жизни, заботливое отношение заразительно.

[вверх] Выбор цепочки поставок

Поэтому важно работать с людьми, которые продемонстрировали, что они могут обеспечить предсказуемую работу с точки зрения затрат, времени и качества.Это знакомый список атрибутов, но стремление к совместной работе является важным дополнением.

Выбор группы снабжения важен, но не всегда прост. Клиенты должны выбрать архитектора и, при необходимости, инженера, который знаком с потребностями их бизнеса и предполагаемым типом работы. Назначение главного подрядчика и специализированных субподрядчиков должно обсуждаться между клиентом и его советниками, которые уже работают. Помощь можно получить от авторитетных торговых ассоциаций, таких как Ассоциация производителей металлической облицовки и кровли (MCRMA) и Британская ассоциация строительных металлоконструкций (BCSA).Последний ведет Реестр подрядчиков по изготовлению металлоконструкций с указанием типа и размера контрактов, для выполнения которых они обладают навыками и финансовой стабильностью.

[вверх] Достижение совместной работы

Предпочтительные ключевые игроки должны быть собраны подрядчиком как можно скорее. Первоначально эти игроки будут архитектором, инженером и подрядчиками по строительству металлоконструкций и ограждающих конструкций.

С точки зрения этапов контракта есть два важных фактора.Во-первых, участники должны быть уверены, что они будут выполнять работу, хотя, во-вторых, на данном этапе они не будут полностью вовлечены в финансовую деятельность. Это важно, потому что они должны иметь право вносить идеи в проект, зная, что информация не принесет пользу их конкурентам. Однако совместные обсуждения с другими поставщиками могут повлиять на детали и стоимость их рабочего пакета.

Упражнения по сокращению затрат часто являются частью этого процесса, но все должны помнить о взаимозависимости систем и учитывать возможные последствия.

Очевидно, будет более согласованный подход, если будут задействованы соответствующие механизмы, вместо необходимости защищать фиксированную сумму контракта, в которую, возможно, было необходимо включить некоторые предположения о том, что включать на детальном уровне. Для достижения этой цели есть два возможных подхода:

  • Частичный заказ на поэтапное покрытие работ.
  • Письмо о намерениях, но с учетом рисков аннулирования.


Перспективные обязательства должны включать признание того, что поставщики должны управлять эффективным использованием своих ресурсов, и, хотя они, несомненно, будут максимально сотрудничать, может быть трудно учесть краткосрочные отсрочки в загруженном графике.

Ключевым фактором успешного проекта является качество и своевременность информации. Чтобы обеспечить быстрое начало работы и эффективную работу, необходимо назначить других крупных субподрядчиков одновременно с субподрядчиком по производству стальных конструкций.

 

G.Park Blue Planet, долина Чаттерли во время строительства
(Изображение любезно предоставлено Severfield (Design & Build) Ltd.)

Главный подрядчик играет главную роль в координации этой части процесса.Необходимо согласовать стыки между стальными конструкциями, кровлей и облицовкой стен, дверями, остеклением, сборными элементами и т. Д. В случае короткого вводного проекта (скажем, восемь недель или меньше) эти параметры необходимо будет завершить в течение первых двух недель. Недавние поправки к Части L Строительных правил привели к тому, что теперь требуется особая осторожность при подготовке деталей вокруг ключевых стыков во внешней оболочке, чтобы минимизировать потери тепла и воздухопроницаемость. Для достижения этих целей необходимы тщательная детализация и полная координация контрактов на изготовление стальных конструкций и облицовки.

Многие основные подрядчики решают эти проблемы, создавая стратегическую цепочку поставок, выбирая небольшое количество субподрядчиков в каждой из основных областей специализации. Поощряя командную работу между участниками цепочки поставок, можно зафиксировать обучение в одном проекте и успешно использовать его в следующем. Хорошо организованная цепочка поставок приведет к повышению эффективности всех ее участников, повышению качества и снижению затрат по мере развития команды.

Серия быстрых «встреч проектной группы» в критические первые недели, созываемых и проводимых главным подрядчиком, - лучший способ координировать разработку проекта.Должны присутствовать все основные специализированные субподрядчики, а также архитекторы и другие соответствующие специалисты. Когда время поджимает, обычно наиболее эффективно принимать ключевые решения на собрании, а не оставлять его на будущее или на дальнейшее развитие.

[вверх] Выполнение обязательств

Посредством совещаний, ориентированных на раннее планирование, финансовые обязательства могут быть окончательно определены на основе информации, которая является единообразной по всей цепочке поставок, зная, что все соответствующие вопросы и возможности для повышения производительности были изучены.Контракт должен обеспечивать основу для разрешения разногласий, если что-то пойдет не так, а не пытаться и, возможно, потерпеть неудачу, чтобы гарантировать, что проблемы не возникнут.

Сведение к минимуму возникновения проблем достигается за счет улучшения взаимоотношений между людьми. Этого чрезвычайно сложно добиться за счет использования сложных документов. Люди работают лучше всего, когда они мотивированы и хотят работать хорошо, а не потому, что на листке бумаги написано, что они должны это делать. Время, потраченное на защиту контракта, лучше потратить на улучшение работы.Однако защита для всех необходима, поскольку что-то может пойти не так.

Строительство не освобождено от непреднамеренных последствий. Если необходимо развивать доверие, важно обеспечить, чтобы договоренности, достигнутые старшими людьми на собраниях, сопровождались действиями на практике. Необходимо следить за тем, чтобы те, кто работает на детальном уровне, были полностью осведомлены о достигнутых договоренностях и понимали, почему они улучшат выполнение всего проекта.

Действия и отношения вовлеченных людей являются наиболее важными, и они будут определяться культурой компании в такой же степени, как и инструкциями.Некоторые хвалят закупки на основе партнерства, и со временем это может стать той ситуацией, к которой отрасли следует стремиться. Тем не менее, хорошо продуманный дизайн и сборка в настоящее время является наилучшей практикой и хорошей основой для продвижения вперед.

[вверх] Примеры из практики

[вверх] Список литературы

[вверх] Дополнительная литература

[вверх] Ресурсы

  • SCI P252 Конструкция однопролетных стальных портальных рам в соответствии с BS 5950: 2000
  • SCI P347 Одноэтажные здания - Рекомендации по передовой практике для разработчиков, владельцев, проектировщиков и строителей
  • EP37 Передовая практика в стальном строительстве - Промышленные здания, Руководство для архитекторов, дизайнеров и строителей
  • SCI P313 Одноэтажные здания со стальным каркасом в условиях противопожарной защиты
  • SCI P346 Наилучшая практика для спецификации и монтажа металлической облицовки и вторичных стальных конструкций
  • SCI P397 Упругая конструкция однопролетных зданий со стальным портальным каркасом в соответствии с Еврокодом 3, 2013 г.
  • SCI P399 Проектирование металлоконструкций портальных зданий по Еврокоду 3, 2015 г.
  • Target Zero: Руководство по проектированию и строительству экологически безопасных складских зданий с низким содержанием углерода, Tata Steel и BCSA
  • Разработка схемы: Выбор системы ограждающих наружных стен для одноэтажных зданий, SS019a-EN-EU
  • Разработка схемы: Детали для портальных рам из катаного профиля, SS051a-EN-EU
  • Разработка схемы: Проектирование портальных рам с использованием сварных сварных профилей, SS052a-EN-EU
  • Разработка схемы: Выбор системы внешнего ограждения крыши для одноэтажных зданий, SS018a-EN-EU
  • Разработка схемы: Обзор структурных систем для одноэтажных зданий, SS048a-EN-EU
  • Стальные здания в Европе - Одноэтажные дома:
  • Steel Insight 6 - Промышленные здания, февраль 2013 г., Строительный журнал
  • Steel Insight 12 - Обновление затрат и тематические исследования: промышленные здания, март 2015 г., Building Magazine
  • Steel Insight 18 - Обновление затрат и тематические исследования: промышленные здания, октябрь 2016 г., Building Magazine
  • Руководящий документ GD 24 - Установка прогонов и боковых ограждений, MCRMA, январь 2016 г.
  • Costing Steelwork 3 - Industrial Buildings, October 2017


Colorcoat® Технические документы:

[вверху] См. Также

[вверх] Внешние ссылки

Концептуальный проект - SteelConstruction.info

В данной статье представлена ​​информация, необходимая для помощи в выборе и использовании металлоконструкций на этапе концептуального проектирования современных многоэтажных и одноэтажных домов. Информация представлена ​​с точки зрения стратегии проектирования, анатомии конструкции здания и структурных систем.

Для многоэтажных зданий основной интерес представляют коммерческие здания, но та же информация может быть использована и в других секторах.

Для одноэтажных зданий основной интерес представляют промышленные здания, но ту же информацию можно использовать и в других секторах, таких как коммерция, розничная торговля и отдых.

  • Типовая схема расположения колонн в офисном здании с атриумом

  • Планировка одноэтажного дома

[вверх] Многоэтажные дома

 

Многоэтажное коммерческое здание - Mid City Place, Лондон

В многоэтажных зданиях на конструкцию основной конструкции сильно влияют многие факторы, как определено ниже:

  • Необходимость обеспечения четких пролетов пола для увеличения полезного пространства
  • Выбор системы облицовки
  • Требования к планировке, которые могут ограничивать высоту здания и максимальную межэтажную площадь
  • Сервисная стратегия и эффективная интеграция строительных сервисов
  • Условия площадки, определяющие систему фундамента и расположение фундаментов
  • Ограничения по крану и место для хранения материалов и компонентов
  • Скорость строительства, которая может повлиять на количество используемых компонентов и процесс установки.


Исследования показывают, что стоимость конструкции здания обычно составляет только 10% от общей стоимости здания, и влияние выбора конструкции на фундамент, услуги и облицовку часто оказывается более значительным. На самом деле проектирование зданий представляет собой синтез архитектурных, структурных, сервисных, логистических и строительных вопросов. Стальные каркасы идеально подходят для современных многоэтажных коммерческих зданий.

[вверх] Иерархия проектных решений

Разработка любого предложения по строительному проекту требует сложной серии взаимосвязанных проектных решений.Процесс должен начинаться с четкого понимания требований клиента и местных условий или правил. Несмотря на сложность, можно выделить иерархию проектных решений. Во-первых, требования к планированию, вероятно, определят общую форму здания, которая также будет включать такие аспекты, как естественное освещение, вентиляция и услуги. Основные варианты дизайна, которые необходимо сделать после тесной консультации с клиентом:

  • Глубина зоны пола и общая стратегия взаимодействия структуры и услуг
  • Необходимость в специальных конструктивных решениях в общественных местах или зонах общественного пользования
  • Обеспечение некоторого допуска между структурой и услугами для обеспечения возможности адаптации в будущем
  • Преимущество использования более длинных пролетов при незначительных дополнительных затратах для повышения гибкости компоновки.


Затем на основе технического задания может быть подготовлен концептуальный проект, который рассматривается командой дизайнеров и заказчиком. Именно на этой ранней интерактивной стадии принимаются важные решения, влияющие на стоимость и ценность окончательного проекта. Очень важно тесное взаимодействие с клиентом.

[вверх] Анатомия конструкции здания

Конструкция здания зависит от различных параметров; это включает:

  • Решетка перекрытия
  • Высота здания
  • Помещение для обращения и доступа
  • Требования к услугам и интеграция услуг.

[вверх] Решетка перекрытия

Сетки перекрытий определяют расстояние между колоннами в ортогональных направлениях, на которые влияют:

  • Сетка планирования (обычно на основе единиц измерения 300 мм, но чаще кратных 0,6, 1,2 или 1,5 м)
  • Расстояние между колоннами по фасадам в зависимости от материала фасада (обычно от 5,4 до 7,5 м)
  • Использование внутреннего пространства, т. Е. Под офисы или пространство открытой планировки
  • Требования к распределению услуг в здании (от ядра здания).


Вдоль линии фасада расстояние между колоннами обычно определяется необходимостью обеспечить поддержку системы облицовки. Например, для кирпичной кладки обычно требуется максимальное расстояние между колоннами 6 м. Это влияет на расстояние между колоннами изнутри, если только вдоль линии фасада не используются дополнительные колонны. Пролет балок через здание обычно соответствует одной из следующих схем расположения колонн:

  • Одиночная внутренняя линия колонн, размещенная со смещением относительно линии центрального коридора.Это показано на рисунке ниже
  • Пары линий колонн по обе стороны коридора
  • Бесстолонные внутренние пролеты с колоннами, расположенными по линии фасада.
 

Типовая сетка колонн для офиса с естественной вентиляцией

Для офисов с естественной вентиляцией обычно используется ширина здания от 12 до 15 м, что может быть достигнуто за счет двух пролетов от 6 до 7,5 м. Однопролетный пролет также может быть снабжен глубокими (400 мм и более) сборными железобетонными пустотными модулями, охватывающими всю ширину здания.Естественное освещение также играет роль в выборе ширины напольной плиты. В современных зданиях решение с большим пролетом обеспечивает значительное повышение гибкости планировки. Для офисов с кондиционированием воздуха часто используется свободный пролет от 15 до 18 м. Пример сетки колонн для варианта с большим пролетом в здании с большим атриумом показан на рисунке ниже.

 

Решетка колонн для длиннопролетного перекрытия в престижном офисе с кондиционером

[вверх] Координация размеров

Выбор базовой формы здания обычно является обязанностью архитектора и ограничивается такими вопросами, как план участка, доступ, ориентация здания, парковка, ландшафтный дизайн и местные требования к планированию.Следующие ниже общие рекомендации влияют на выбор конструкции.

  • Здание шириной от 13 м до 20 м обеспечивает достаточное естественное освещение по периметру. Формы более широкой планировки обычно не подходят для офисных помещений открытой планировки.
  • Зона, равная удвоенной высоте пола до потолка от каждой фасадной стены, может вентилироваться естественным путем (обычно от 6 до 7 м), а внутренняя зона должна вентилироваться механически.
  • Atria обеспечивает дополнительный источник естественного освещения и улучшает энергопотребление здания.
[вверх] Влияние высоты здания

Высота здания оказывает сильное влияние на:


Для более высоких зданий обычно используются стратегически размещенные бетонные или стальные опоры. Сверхвысокие здания сильно подвержены влиянию системы стабилизации и здесь не рассматриваются. Размеры лифтов и скорость их движения также становятся важными факторами для высотных зданий. В зависимости от Правил пожарной безопасности использование спринклеров может потребоваться для зданий высотой более восьми этажей (или высотой около 30 м).

[вверху] Координация по горизонтали

В горизонтальной координации преобладает необходимость в плане определенных зон для вертикального доступа, безопасной эвакуации при пожаре и вертикального распределения услуг. На позиционирование сервисных ядер и ядер доступа влияют:

  • Горизонтальные распределительные системы для механических служб
  • Требования к огнестойкости, которые могут контролировать пути эвакуации и размеры отсеков
  • Необходимость эффективного распределения стабилизирующих систем (связей и стержней) по всему плану здания.


Две показанные выше сетки планирования представляют собой типичные схемы, которые удовлетворяют этим критериям.

Атриум может быть встроен для увеличения освещенности занимаемого пространства и обеспечения дорогостоящих зон циркуляции на нижнем и промежуточном уровнях. Требования к конструкции предсердий:

  • Опора длиннопролетной крыши атриума
  • Пути доступа для общего обращения
  • Меры пожарной безопасности путем дымоудаления и безопасных путей эвакуации
  • Уровни освещения и обслуживание внутренних офисов.
[вверху] Координация по вертикали

Целевая высота от пола до пола основана на высоте от пола до потолка от 2,5 до 2,7 м для спекулятивных офисов или 3 м для более престижных помещений, плюс глубина этажа, включая услуги. На этапе концептуального проектирования следует учитывать следующие целевые значения глубины пола:

Офис престижа 4,0 - 4,2 м
Спекулятивная контора 3,6 - 4,0 м
Проект ремонта 3.5 - 3,9 м


Эти цели допускают ряд конструктивных решений. Если по соображениям планирования требуется ограничить общую высоту здания, это может быть достигнуто за счет использования неглубоких перекрытий или интегрированных балочных систем. Интегрированные балочные системы часто используются в проектах реконструкции, где высота от пола до пола ограничена совместимостью с существующим зданием или фасадами.

Для концептуального проектирования ортодоксальных коммерческих многоэтажных стальных конструкций могут использоваться следующие «целевые» значения глубины перекрытия.

[вверх] Варианты конструкции для обеспечения устойчивости

На конструктивную систему, необходимую для устойчивости, в первую очередь влияет высота здания. Для зданий высотой до восьми этажей стальная конструкция может быть спроектирована так, чтобы обеспечивать устойчивость, но для более высоких зданий более эффективными конструктивно являются бетонные или стальные стержни с опорами. Следующие структурные системы можно рассматривать на предмет устойчивости.

[вверх] Жесткие рамы

Для зданий высотой до четырех этажей могут использоваться жесткие каркасы, в которых стальные элементы и соединения нескольких балок с колоннами обеспечивают сопротивление изгибу и жесткость, чтобы выдерживать горизонтальные нагрузки.Как правило, это возможно только там, где балки относительно глубокие (от 400 до 500 мм) и где размер колонны увеличен, чтобы противостоять приложенным моментам. Соединения на торцевой пластине на всю глубину обычно обеспечивают необходимую жесткость соединения.

[вверх] Рамы с подкосами

Для зданий высотой до 12 этажей обычно используются стальные скобы, в стенах которых используются поперечные, К- или V-образные распорки, как правило, внутри полости в фасаде, вокруг лестниц или других обслуживаемых зон.Поперечная распорка рассчитана только на растяжение (другой элемент является избыточным). Поперечные связи часто представляют собой простую плоскую стальную пластину, но также могут использоваться угловые и швеллерные секции.

Когда распорка предназначена для работы на сжатие, часто используются полые секции, хотя также могут использоваться угловые и швеллерные секции. Стальная рама с подкосами имеет два ключевых преимущества:

  • Ответственность за временную стабильность лежит на одной организации
  • Как только стальные распорки прикреплены (закреплены болтами), конструкция становится устойчивой.
[вверх] Бетонные или стальные стержни

Бетонные стержни - наиболее практичная система для зданий высотой до 40 этажей. Бетонное ядро ​​обычно строится до стального каркаса. В такой конструкции балки часто проходят непосредственно между колоннами по периметру здания и бетонным ядром. Особые конструктивные соображения требуются для:


Типичная схема расположения балок вокруг бетонного сердечника показана на рисунке ниже с использованием более тяжелых балок в углу сердечника.Может потребоваться двойная балка, чтобы минимизировать конструктивную глубину в углах жил.

  • Типовая схема расположения балок вокруг бетонного ядра


Стальные стержни со стальными связями можно использовать как экономичную альтернативу там, где скорость строительства имеет решающее значение. Такие сердечники устанавливаются вместе с остальным пакетом металлоконструкций. Пример стального стального сердечника показан на рисунке выше середины.

Руководство по проектированию литых стальных пластин для соединения конструкционных стальных балок с бетонными стенами сердцевины доступно в SCI-P416. В этой публикации представлена ​​модель для проектирования простых соединений, которые передают поперечную силу из-за постоянных и переменных нагрузок и несовпадающую осевую силу связи, возникающую в результате случайного нагружения. Он указывает на дополнительные вопросы, которые необходимо учитывать при рассмотрении совпадающих поперечных и осевых сил. Представлен образец конструкции простого соединения для UB серийного размера 610, а также проект арматуры для продавливания стены.В руководстве обсуждаются обязанности инженера-строителя и подрядчика по монтажу металлоконструкций и предлагается, где лучше всего разделить обязанности. Также учитывается влияние отклонений между теоретическим положением частей соединения и их исходным положением.

[вверх] Столбцы

Колонны в многоэтажных стальных каркасах, как правило, представляют собой H-образные профили, воспринимающие преимущественно осевую нагрузку. Когда устойчивость конструкции обеспечивается сердцевинами или незаметными вертикальными связями, балки обычно проектируются как просто поддерживаемые.Общепринятая расчетная модель заключается в том, что номинальные штифтовые соединения создают номинальные моменты в колонне, рассчитанные исходя из предположения, что реакция балки составляет 100 мм от лицевой стороны колонны. Если реакции на противоположной стороне колонны равны, чистый момент отсутствует. Колонны по периметру конструкции будут иметь приложенный момент, так как соединение будет только с одной стороны. Типичные размеры внутренних столбцов приведены в таблице ниже.

Типовые размеры колонн для композитных полов малых и средних пролетов
Количество этажей, поддерживаемых колонной секцией Универсальная колонна (UC) серийный размер
1 152
2–4 203
3–8 254
5–12 305
10-40 356

Хотя небольшие секции колонн могут быть предпочтительнее по архитектурным причинам, следует учитывать практические вопросы соединения с балками перекрытия.Подключение к малой оси очень маленькой секции колонны может быть трудным и дорогостоящим.

[наверх] Варианты конструкции напольных систем

Доступен широкий спектр решений для напольных покрытий, типовые решения которых представлены в таблице ниже.

Типовые решения полов
Форма постройки Типовое решение
Низкое здание, небольшие пролеты, нет ограничений по глубине застройки Балки перемычки

сборных элементов или композитных полов

Низкая высота, большой пролет e.грамм. 15 м Балки перекрытия в сборных железобетонных элементах фасада (15 м), композитные перекрытия с второстепенными стальными балками протяженностью 15 м
Средняя и высокая этажность, небольшие пролеты, без ограничений по глубине застройки Балки перекрытия, композитная конструкция
Средне- и высотные, длинные пролеты (до 18 м) ограниченная глубина застройки Полы композитные с ячеистыми длиннопролетными вторичными балками

Хотя стальные решения подходят для коротких пролетов (обычно от 6 до 9 м), сталь имеет важное преимущество перед другими материалами в том, что решения с большими пролетами (от 12 до 18 м) могут быть легко предоставлены.Это имеет ключевое преимущество - свободное от колонн пространство, позволяющее адаптировать систему в будущем и меньшее количество фундаментов.

Полы, перекрывающие стальные балки, обычно представляют собой сборные железобетонные блоки или композитные перекрытия. Опорные балки могут располагаться ниже пола, при этом пол опирается на верхний фланец (часто называемые «нижние балки»), или балки могут находиться в одной зоне с конструкцией пола, чтобы уменьшить общую глубину зоны. Доступная зона строительства часто является определяющим фактором при выборе напольного решения.

Балки в зоне перекрытия называются неглубоким полом, узким полом или интегрированными балками. Балки могут быть несоставными или составными. В композитной конструкции соединители, работающие на сдвиг, привариваются к верхней полке балки, передавая нагрузку на бетонный пол.

Сборные железобетонные блоки могут использоваться для малоэтажных каркасов, но композитные полы распространены как в малоэтажных, так и в многоэтажных конструкциях.

Диапазон пролетов различных вариантов конструкции из стали и бетона показан в таблице ниже.Варианты из стали с длинными пролетами обычно обеспечивают интеграцию услуг для пролетов более 12 м. Ячеистые балки и композитные фермы более эффективны для вторичных балок с большими пролетами, тогда как сборные балки часто используются для первичных балок с большими пролетами.

 

Диапазон различных вариантов конструкции

[вверх] Оценка количества стали

Для расчетных целей при проектировании офисных зданий, репрезентативные веса стали могут использоваться для зданий прямоугольной формы в плане.Эти количества значительно увеличатся для непрямоугольных или высоких зданий, а также для зданий с атриумами или сложными фасадами. Приблизительные количества представлены в таблице ниже и выражены в единицах общей площади здания. Они не включают стальные конструкции, используемые для фасадов, атриумов или крыш.

Приблизительное количество стали
Форма здания Ориентировочное количество стали

(кг / м² площадь пола)

Балки Колонны Распорка Итого
3-х или 4-х этажное здание прямоугольной формы 25–30 8–10 2–3 35–40
6–8 этажное здание прямоугольной формы 25–30 12–15 3–5 40–50
8–10 этажное длиннопролетное здание 35–40 12–15 3–5 50–60
20-ти этажное длиннопролетное здание с железобетонным стержнем 40–50 10–13 1-2 50–65

Доступны дополнительные инструкции по оценке количества и стоимости стали.

[наверх] Факторы, влияющие на конструктивное исполнение

Программа строительства будет ключевым моментом в любом проекте, и ее следует рассматривать одновременно с учетом стоимости конструкции, услуг, облицовки и отделки. Структурная схема имеет ключевое влияние на программу и стоимость, а также на структурные решения, которые могут быть возведены безопасно и быстро, чтобы обеспечить ранний доступ для следующих сделок.

[вверх] Условия участка

Все чаще сооружения возводятся на «заброшенных» участках, где прежнее строительство оставило постоянное наследие.В центрах городов часто предпочтительнее решение с меньшим количеством фундаментов, хотя и с большей нагрузкой, что приводит к более длинным пролетам надстройки.

[вверх] Краны

Количество кранов в проекте будет зависеть от занимаемой площади, размера проекта и использования дополнительных мобильных кранов. Многоэтажные конструкции обычно возводятся с помощью башенного крана, который может быть дополнен мобильными кранами для конкретных операций по подъему тяжелых грузов. В проектах центра города башенные краны часто располагаются в шахте лифта или атриуме.

[вверх] Интеграция услуг

 

Для большинства больших офисных зданий требуется кондиционирование воздуха или «комфортное охлаждение», что потребует использования как горизонтальных, так и вертикальных распределительных систем. Наличие таких систем имеет решающее значение для компоновки надстройки, влияя на компоновку и тип выбранных элементов. См. SCI P166.

Основное решение - интегрировать воздуховод в пределах структурной глубины или просто подвесить воздуховод на более низком уровне, влияет на выбор конструктивного элемента, системы противопожарной защиты, облицовки (стоимость и программа) и общей высоты здания.Другие системы обеспечивают кондиционирование воздуха из фальшпола.

[вверх] Одноэтажные дома

 

Одноэтажное здание

В одноэтажных зданиях используются стальные каркасные конструкции и металлическая облицовка всех типов. Могут быть созданы большие открытые пространства, которые будут эффективными, простыми в обслуживании и адаптируемыми по мере изменения спроса. Одноэтажные дома - это «основной» рынок стали в Великобритании.

Одноэтажные здания, как правило, представляют собой большие ограждения, но могут потребоваться места для других целей, таких как офисы, погрузочно-разгрузочные работы и транспортировка, мостовые краны и т. Д. Поэтому при их проектировании необходимо учитывать множество факторов.

Все чаще необходимо решать архитектурные проблемы и визуальное воздействие, и многие ведущие архитекторы участвуют в проектировании современных одноэтажных зданий.

[вверх] Иерархия проектных решений

 

Важные факторы проектирования одноэтажных зданий

Разработка проектного решения для одноэтажного здания, такого как большой корпус или промышленный объект, больше зависит от выполняемой деятельности и будущих требований к пространству, чем другие типы зданий, такие как коммерческие и жилые здания.Хотя эти типы зданий в основном являются функциональными, они обычно проектируются с сильным архитектурным участием, продиктованным требованиями к планированию и «брендингом» клиента.

Следующие общие требования к проектированию следует учитывать на этапе концептуального проектирования промышленных зданий и больших ограждений, в зависимости от формы и использования здания:

  • Использование пространства, например, особые требования для работы с материалами или компонентами на производственном объекте
  • Гибкость пространства в текущем и будущем использовании
  • Скорость строительства
  • Экологические характеристики, включая требования к обслуживанию и тепловые характеристики
  • Эстетика и визуальное воздействие
  • Звукоизоляция, особенно в производственных помещениях
  • Доступ и безопасность
  • Соображения, касающиеся устойчивого развития
  • Расчетный срок службы и требования к техническому обслуживанию, включая вопросы по окончании срока службы.


Чтобы разработать концептуальный проект, необходимо пересмотреть эти соображения в зависимости от типа одноэтажного здания. Например, требования к распределительному центру будут отличаться от производственного предприятия. Обзор важности различных вопросов проектирования представлен в таблице справа для обычных типов зданий.

[вверх] Архитектурное проектирование

Современные одноэтажные здания из стали функциональны в использовании и имеют привлекательный архитектурный вид.Ниже представлены различные примеры вместе с кратким описанием концепции дизайна.

[вверх] Строительная форма

Базовая структурная форма одноэтажного здания может быть различных типов, как показано на рисунке ниже. На рисунке показано концептуальное поперечное сечение каждого типа здания с примечаниями по концепции конструкции и типичным силам и моментам, возникающим в результате гравитационных нагрузок.

 

Конструктивные решения

Основные концепции проектирования для каждого типа конструкции описаны ниже:

[вверху] Простая кровельная балка, опирающаяся на колонны.

Пролет обычно небольшой, примерно до 20 м. Балка крыши может быть предварительно выгнута. Для обеспечения продольной и продольной устойчивости на крыше и на всех возвышениях потребуются распорки.

[вверху] Рама портала

Портальная рама - это сплошная рама с сопротивляющимися моментами соединениями для обеспечения устойчивости в плоскости. Рама портала может быть одно- или многопролетной. Элементы, как правило, представляют собой гладкие прокатные профили, при этом сопротивление стропил локально увеличивается за счет бедра.Во многих случаях рама будет иметь закрепленные основания. Стабильность в продольном направлении обеспечивается комбинацией распорок в крыше, поперек одного или обоих концевых пролетов, и вертикальных распорок на фасадах. Если вертикальные распорки не могут быть обеспечены на фасадах (например, из-за промышленных ворот), устойчивость часто обеспечивается жесткой рамой внутри фасада.

[вверх] Фермы

Здания с фермами обычно имеют распорки крыши и вертикальные распорки на каждой отметке для обеспечения устойчивости в обоих ортогональных направлениях.Фермы могут иметь различную форму с пологими или крутыми внешними скатами крыши. Ферменное здание также может быть спроектировано как жесткое в плоскости, хотя более распространено использование распорок для стабилизации каркаса.

[вверх] Прочие конструкции

Сборные колонны (две плоские балки, соединенные в составную колонну) часто используются для поддержки тяжелых грузов, например кранов. Они могут использоваться в портальных конструкциях, но часто используются с жесткими основаниями и распорками для обеспечения устойчивости в плоскости.Могут использоваться внешние или подвесные опорные конструкции, но они относительно редки.

[вверх] Выбор типа здания

Каркасы портала

считаются очень экономичным способом создания одноэтажного ограждения. Их эффективность зависит от метода анализа и допущений, которые сделаны в отношении ограничений для элементов конструкции, как показано в таблице ниже.

Эффективная конструкция рамы портала
Самый эффективный Менее эффективный
Анализ с использованием программного обеспечения для упругопластических исследований Расчет упругости
Облицовка, ограничивающая фланец прогонов и боковых поручней Прогоны и боковые поручни без фиксации
Прогоны и боковые планки, используемые для удержания обоих фланцев горячекатаной стальной конструкции Внутренний фланец горячекатаной металлоконструкции не ограничен
Используемая номинальная базовая жесткость Номинальная базовая жесткость игнорируется

Причины выбора простых балочных конструкций, портальных рам или ферм показаны в таблице ниже.

Сравнение структурных форм
Простая балка Рама портала Ферма
Преимущества
Простой дизайн Большой пролет Возможны очень длинные пролеты
Устойчивость в плоскости Можно перевозить тяжелые грузы
Размеры элементов и бедра могут быть оптимизированы для повышения эффективности умеренный прогиб
Недостатки
Относительно короткий пролет Программное обеспечение, необходимое для эффективного проектирования Как правило, более дорогое изготовление
Стяжки, необходимые для устойчивости в плоскости Ограничено относительно небольшой вертикальной нагрузкой и небольшими кранами, чтобы избежать чрезмерных прогибов Обычно для устойчивости в плоскости используются распорки.
Нет экономии благодаря непрерывности
[вверху] Типы облицовки

Основные типы кровли и облицовки стен, применяемые в одноэтажных зданиях, описываются следующим образом:

[вверх] Кровля
  • «Застроенный» или двухслойный перекрытие кровли между второстепенными элементами, такими как прогоны.
  • Композитные панели (также известные как сэндвич-панели) между прогонами.
  • Глубокий настил между основными рамами, поддерживающая изоляция, с внешним металлическим листом или водонепроницаемой мембраной.
[вверху] Стены
  • Защитное покрытие, ориентированное вертикально и опирающееся на боковые направляющие.
  • Подносы из листового материала или структурной футеровки, расположенные горизонтально между колоннами.
  • Композитные или многослойные панели, расположенные горизонтально между колоннами, без боковых перил.
  • Металлические кассетные панели, поддерживаемые боковыми направляющими.


Различные формы облицовки (включая вертикально и горизонтально ориентированные листы) могут использоваться вместе для визуального эффекта на одних и тех же фасадах. Кирпичная кладка часто используется в качестве «дадо» или «карликовой» стены ниже уровня окон для обеспечения ударопрочности.

[вверх] Эскизный проект портальных рам

Стальные портальные рамы широко используются, поскольку они сочетают в себе конструктивную эффективность с функциональной формой.Однопролетная симметричная портальная рама (как показано на рисунке ниже) обычно имеет следующие пропорции:

  • Пролет от 15 до 50 м (от 25 до 35 м является наиболее эффективным)
  • Высота карниза (от основания до осевой линии стропил) от 5 до 15 м (обычно принимается 7,5 м или более). Высота карниза определяется указанной высотой в свету между верхом пола и нижней стороной бедра.
  • Уклон кровли от 5 ° до 10 ° (обычно используется 6 °)
  • Расстояние между рамами от 5 до 8 м (большее расстояние между рамами используется в портальных рамах с более длинными пролетами)
  • Стержни представляют собой I-образные, а не H-образные секции, поскольку они должны нести значительные изгибающие моменты и обеспечивать жесткость в плоскости.
  • Разделы обычно S355.
  • В стропилах на карнизах предусмотрены отводы для увеличения сопротивления изгибу стропил и облегчения болтового соединения с колонной.
  • Для облегчения болтового соединения на вершине предусмотрены небольшие втулки.
 

Однопролетная симметричная портальная рама

Свес карниза обычно вырезается из стандартных открытых профилей | катаного профиля того же размера, что и стропила, или из одного немного большего размера и приваривается к нижней стороне стропила.Длина бедра карниза обычно составляет 10% от пролета. Длина бедра означает, что изгибающий момент изгиба на «остром» конце бедра примерно такой же, как максимальный изгибающий момент провисания по направлению к вершине, как показано на рисунке ниже.

 

Изгибающий момент стропил и длина бедра

Концевые рамы портальной рамы обычно называют фронтонными шпангоутами. Рамы фронтона могут быть идентичны внутренним шпангоутам, даже если они испытывают меньшие нагрузки.Если планируется расширение здания в будущем, портальные рамы обычно используются в качестве оконных рам, чтобы уменьшить воздействие строительных работ. Типичная двускатная рама, образованная колоннами, короткими стропилами без опоры и вертикальными связями, показана на рисунке ниже.

 

Типовые детали торцевого фронтона портально-каркасного дома

[вверху] Стабильность рамы

Стабильность в плоскости обеспечивается непрерывностью кадра.В продольном направлении устойчивость обеспечивается вертикальными распорками на фасадах. Вертикальные связи могут быть на обоих концах здания или только в одном пролете. Каждая рама соединена с вертикальной связью горячекатаным элементом на уровне карниза. Типичное расположение распорок показано на рисунке ниже.

 

Типовая распорка в портальной раме

Колонны фронтона пролетают между основанием и стропилами, где реакция осуществляется посредством распорок в плоскости крыши до уровня карниза и до фундамента посредством вертикальных распорок.Если диагональные связи на фасадах не могут быть размещены, продольная устойчивость может быть обеспечена за счет жесткой рамы на фасадах.

[вверх] Стабильность элемента
 

Удерживающие места

Для экономичного расчета необходимо учитывать ограничения на внутреннюю полку стропила и колонны. Прогоны и боковые поручни считаются достаточными для ограничения фланца, к которому они прикреплены, но, если не приняты специальные меры, прогоны и боковые поручни не ограничивают внутренний фланец.Ограничение внутреннего фланца обычно обеспечивается за счет распорок прогонов и боковых перил, как показано на рисунке ниже. Связи обычно образуются из тонких металлических лент, предназначенных для действия при растяжении или под углами, предназначенными для сжатия, если связь возможна только с одной стороны. Расположение ограничителей на внутреннем фланце в целом аналогично тому, что показано на рисунке ниже, и во всех случаях соединение внутренней поверхности колонны и нижней стороны бедра должно быть ограничено.

 

Удерживающая скоба к внутреннему фланцу

[вверх] Подключения

[вверху] Соединение карниза
 

Типовое соединение карниза

Типичное соединение карниза показано на рисунке ниже. Почти во всех случаях потребуется усилитель жесткости на сжатие в колонне (как показано, в нижней части бедра).Другие элементы жесткости могут потребоваться для увеличения сопротивления изгибу фланца колонны, прилегающего к натяжным болтам, и для увеличения сопротивления сдвигу панели стенки колонны. Бугорок обычно изготавливается из балки такого же размера, что и стропила (или большего размера), или из эквивалентной пластины. Как правило, это болты M24 8,8 и торцевая пластина толщиной 25 мм S355.

[вверху] Соединение вершины

Типичное соединение вершины показано на рисунке ниже. Вершинное соединение в первую очередь служит для увеличения глубины элемента для получения удовлетворительного болтового соединения.Верхушка бедра обычно изготавливается из того же элемента, что и стропила, или из эквивалентной плиты. Как правило, это болты M24 8,8 и торцевая пластина толщиной 25 мм S355.

 

Типовое соединение апекса

[вверх] Ресурсы

[вверху] См. Также

Сейсмостойкость сборных промышленных зданий

Ключевым результатом представленных проектов стал ряд предлагаемых улучшений (предложенных или уже включенных) соответствующих требований Еврокода 8.Среди множества вкладов наиболее важными являются:
  • Калибровка фактора поведения;

  • Предлагаемая методология проектирования типовых соединений в сборных промышленных зданиях (Negro and Toniolo 2012), основанная на экспериментально подтвержденной емкости соединений (см. Раздел 4.5)

  • Предлагаемая методология для реалистичных оценка спроса на многоэтажные колонны в сборных промышленных зданиях (см. разд.4.8)

  • Предложение многих инновационных решений в строительстве из сборного железобетона (не обсуждается в этой статье)

  • Систематическая оценка рисков в поддержку рекомендаций по проектированию (см. Раздел 4.9)

  • Оценка производительности соединения облицовки с конструкцией и текущие исследования методологии проектирования, которые будут явно учитывать вклад облицовки (см. раздел 4.7)

Хотя большинство этих результатов уже обсуждались в предыдущих разделах, дополнительные и более подробные комментарии по выбору фактора поведения приведены в этом разделе.

Фактор поведения - это полуэмпирический параметр, который отражает множество частных факторов. Некоторые из них могут быть откалиброваны экспериментально или аналитически, а другие, например, отражающие местные методы строительства, практически невозможно учесть со строгим подходом и требуют большого инженерного чутья. В частности, в сложной структурной системе, состоящей из множества деталей и компонентов с чрезвычайно разной пластичностью, было бы иллюзией давать точное значение для коэффициента поведения, действительного для всех различных систем.Тем не менее, результаты представленных исследовательских проектов во многом способствовали лучшему пониманию способности рассеивания энергии сборными промышленными зданиями и определению фактора поведения.

Принимая во внимание вышеупомянутую неоднозначность и отсутствие соответствующих знаний, а также смешанные полевые наблюдения, можно понять, что значение фактора поведения резко изменилось во время эволюции Еврокода 8.

До того, как были введены стандарты Еврокода, большинство проектировщики использовали одно и то же значение сейсмических сил для монолитных каркасов и сборных конструкций.Поэтому конкретное примечание в параграфе B1.2 (2) (CEN 1995) «Одноэтажные промышленные здания с двояковарными балками следует отличать от обычной каркасной системы». Строго применяя стандартные одноэтажные сборные промышленные конструкции, следует проектировать их как перевернутые маятниковые конструкции (конструктивная система представляет собой набор консолей, и более 50% массы сосредоточено в верхней части консолей). Это требование практически означало, что сборные промышленные конструкции должны быть рассчитаны на упругую реакцию.Однако (CEN 1995) прямо разрешено в параграфе B3.2 (3), что q 0 = 3 может использоваться для сборных колонн в одноэтажных промышленных зданиях, которые не интегрируются в рамы при следующих условиях: (a) верхние части колонн соединены стяжками по обоим основным направлениям здания и (б) количество колонн не менее шести. Это значение было преимущественно основано на инженерной оценке и компромиссе. Неоднозначность темы была дополнительно подчеркнута тем фактом, что Приложение B, которое касалось сейсмического проектирования сборных конструкций, было только информативным.Во всяком случае, здесь не было явной ссылки на многоэтажные конструкции.

Авторы считают, что, учитывая ограниченный уровень информации, доступной на тот момент, и риск катастроф с наиболее разрушительными последствиями, предложения CEN (1995) были полностью оправданы. Однако было также ясно, что во многих случаях они были очень консервативными и ставили под угрозу (без надлежащих исследовательских данных) конкурентоспособность большого сектора строительной индустрии. Кроме того, полевые испытания показали довольно хорошее поведение сборных промышленных зданий, несмотря на то, что они, как правило, проектировались с тем же фактором поведения, что и монолитная конструкция.Более того, если сделать колонны излишне прочными, это увеличит спрос на наиболее уязвимые компоненты структурной системы - соединения, и это может иметь контрпродуктивный эффект.

Поэтому было начато обширное исследование, представленное в этой статье (Раздел 4.4). По результатам проекта ECOLEADER очень важное изменение было внесено в окончательный предварительный стандарт (CEN 2003 - prEN 1998-1-2003), а затем и в действующий сегодня стандарт (CEN 2004). К определению «перевернутой маятниковой конструкции» было добавлено примечание, в котором говорится, что «Одноэтажные рамы с вершинами колонн, соединенными вдоль обоих основных направлений здания, и со значением нормированной осевой нагрузки на колонну v d , нигде не превышающей 0. .3, не относятся к этой категории ». Это примечание было включено (как пояснил автор - профессор Тониоло) с целью определить промышленные здания из сборного железобетона как «каркасы» и, следовательно, позволить использовать тот же фактор поведения для сборных промышленных зданий и монолитных каркасных систем. Это изменение может быть не идентифицировано и не понято с первого взгляда, поскольку оно не является частью главы 5.11 (Сборные железобетонные конструкции), а появляется только как примечание в определениях структурных систем, и нет явного утверждения, что такие системы каркасные.

Фактически, несмотря на экспериментальные результаты проекта ECOLEADER и обширные вспомогательные аналитические исследования, доказательства этого очень важного изменения не были окончательными. Во-первых (как обсуждалось в разделе 4.4.2) ECOLEADER только доказал, что одноэтажное промышленное здание из сборных железобетонных изделий ведет себя аналогично (даже лучше), чем одноэтажный монолитный каркас с прочной балкой. Это не означает, что такая монолитная рама имеет такое же рассеивание энергии, что и многоэтажная многоярусная рама, разработанная по концепции «слабая балка - сильная колонна».Более того, это, конечно, не так. Кроме того, следует учитывать, что в эксперименте и анализе использовались некоторые важные упрощения (прочное соединение балки с колонной, жесткая диафрагма, обычное здание и строительство в контролируемой среде). Поэтому было очевидно, что срочно необходимы дальнейшие исследования, чтобы лучше проверить это важное решение.

Структура PRECAST продемонстрировала (см. Раздел 4.9, посвященный анализу рисков), что можно использовать такие высокие поведенческие факторы, но при условии, что ограничения сноса и минимальные требования к армированию полностью соблюдаются.Было несколько факторов, способствовавших продемонстрированному хорошему поведению: (а) типичная низкая осевая сила сжатия в колоннах одноэтажных зданий; (b) присущая чрезмерная прочность из-за ограничений сноса и гибкости, а также минимального армирования; (c) ограничение у основания колонн (однако испытания ASSOBETON показали, что максимальное расстояние между поперечинами должно быть даже меньше, чем требуется в настоящее время согласно EC8). И, прежде всего, соединения балки с колоннами, используемые в существующей практике, должны быть спроектированы с использованием правил расчета пропускной способности.

Наконец, после тщательного изучения и анализа авторы теперь убеждены, что все споры о поведенческом факторе не были столь важны. То, что обычно определяет реакцию конструкции, - это внутренняя чрезмерная прочность, обусловленная ограничениями сноса и гибкости, а не прочность, определяемая фактором поведения. Конечно, практически эластичная конструкция (которая требовалась на самых ранних стадиях предварительного стандарта) была продемонстрирована как чрезмерно консервативная, а в некоторых случаях даже противопродуктивная.Но с другой стороны, практически нет необходимости настаивать на использовании одного и того же фактора поведения для промышленных зданий и монолитных каркасов (на основе концепции «слабая балка - сильная колонна»). Кто-то может возразить, что сами колонны обладают пластичностью более четырех. Но следует учитывать, что смещения (до 10%) и смещения верха (до 1 м), необходимые для использования этой способности колонны к рассеиванию энергии, нецелесообразны.

Проект SAFECAST предоставил дополнительные исследовательские данные для многоэтажных зданий (они никогда не изучались ранее, и в EC8 не было явных требований для этих структур) и для структур с реалистичными связями.Эксперимент ELSA показал хорошее поведение 3-х этажной конструкции, рассчитанной на q = 4,5. Однако масса, несмотря на большой образец, все еще мала по сравнению с реалистичными конструкциями. Систематическое исследование рисков (раздел 4.9.2) показало, что использование поведенческого фактора 4.5 для структуры DCH было правильным. Но опять же, жесткость и прочность были продиктованы ограничениями дрейфа и гибкости, а не поведенческим фактором.

14 типов колонн в строительстве

🕑 Время чтения: 1 минута

Есть несколько типов столбцов, которые используются в разных частях конструкций.Колонна - это вертикальный элемент конструкции, который воспринимает нагрузки в основном при сжатии. Он может передавать нагрузки с потолка, плиты перекрытия, плиты крыши или от балки на пол или фундамент. Обычно колонны также несут изгибающие моменты вокруг одной или обеих осей поперечного сечения. В этой статье будут рассмотрены различные типы колонн, используемых в строительстве.

Типы колонн в строительстве Столбцы классифицируются на основе нескольких условий, которые включают:
  1. По типам армирования
  2. в зависимости от типа нагрузки
  3. На основе коэффициента гибкости
  4. На основе формы
  5. На основе строительных материалов
По типам армирования

1.Связанный столб Этот тип колонны обычно строится из железобетона. Продольная арматура заключена в близко расположенную арматуру стяжек. Подсчитано, что 95% всех колонн в зданиях связаны.

Рис. 1: Связанный столбик

2. Спиральная колонна Спиральная колонна также является конструкцией из железобетона. В этом типе колонн продольные стержни заключены в близко расположенную и непрерывно намотанную спиральную арматуру.Спиральное армирование обеспечивает боковые ограничения (эффект Пуассона) и замедляет разрушение при осевой нагрузке (пластичность).

Рис. 2: Спиральная колонна

3. Колонна композитная Когда продольная арматура представляет собой конструкционный стальной профиль или трубу с продольными стержнями или без них, она называется составной колонной. Колонны этого типа обладают высокой прочностью и довольно малым поперечным сечением, а также обладают хорошими противопожарными характеристиками.

Рис. 3: Композитная колонна

в зависимости от типа нагрузки

4.Колонна с осевой нагрузкой Если вертикальные осевые нагрузки действуют на центр тяжести поперечного сечения колонны, то она называется осевой нагруженной колонной. Колонна с осевой нагрузкой используется редко, поскольку совпадение вертикальных нагрузок на центр тяжести поперечного сечения колонны нецелесообразно. Примером такого типа колонны является внутренняя колонна многоэтажных домов с симметричными нагрузками от плит перекрытия со всех сторон.

Рис.4: Колонна с осевой нагрузкой

5.Колонна с одноосным эксцентрическим нагружением Когда вертикальные нагрузки не совпадают с центром тяжести поперечного сечения колонны, а действуют эксцентрично либо на оси X, либо на Y поперечного сечения колонны, то это называется одноосно эксцентричной нагружающей колонной. Колонны с одноосной нагрузкой обычно встречаются в случае колонн, жестко соединенных балкой только с одной стороны, таких как краевые колонны.

Рис.5: Колонна с одноосной эксцентрической нагрузкой

6. Колонна с двухосной эксцентрической нагрузкой Когда вертикаль на колонне не совпадает с центром тяжести поперечного сечения колонны и не действует ни на одну из осей (ось X и Y), то колонна называется колонной с двухосным эксцентриситетом.Колонны с двухосной нагрузкой распространены в угловых колоннах с балками, жестко соединенными под прямым углом в верхней части колонн.

Рис.6: Колонна с двухосной эксцентрической нагрузкой

на основе коэффициента гибкости В зависимости от коэффициента гибкости (эффективная длина / наименьший поперечный размер) столбцы подразделяются на следующие категории:

6. Короткая колонна Если отношение эффективной длины столбца к наименьшему поперечному размеру меньше 12, столбец называется коротким столбцом.Короткий столбец выходит из строя из-за раздавливания (отказ от сжатия).

Рис.7: Короткая колонна

7. Длинная колонна Если отношение эффективной длины колонны к наименьшему поперечному размеру превышает 12, она называется длинной колонной. Длинная колонна выходит из строя из-за изгиба или деформации.

Рис. 8: Длинная колонна

На основе формы Форма железобетонной колонны

8. Квадратная или прямоугольная колонна Их обычно используют при строительстве зданий.Строить и отливать прямоугольные или квадратные колонны намного проще, чем круглые, из-за легкости опалубки и защиты от разрушения под давлением, пока бетон все еще находится в текучей форме.

Рис.9: Квадратная колонна

9. Круглая колонна Это специально разработанные колонны, которые чаще всего используются при сваях и возвышениях зданий.

Рис.10: Круглая колонна

10. Г-образная колонна Обычно L-образная колонна используется в углах ограждающей стены и имеет аналогичные характеристики прямоугольной или квадратной колонны.

Рис.11: Г-образная колонна

11. Т-образная колонна Он используется на основе требований к конструкции конструкции. Т-образная колонна широко применяется при строительстве мостов.

Рис.12: Т-образная колонна

12. Форма стальной колонны Существуют различные стандартные и застроенные формы стальных колонн, которые показаны на Рис. И Рис. Общие формы стальных колонн включают I, швеллер, равный угол и Т-образную форму.

Рис.13: Форма поперечного сечения стальной колонны (стандарт)

Рис.14: Форма поперечного сечения стальной колонны (составная)

13. Форма составной колонны Обычная форма составных колонн представлена ​​на рис.

Рис.15: Составная форма колонны

на основе строительных материалов Типы колонн на основе строительных материалов включают:

14. Колонна из железобетона, стали, дерева, кирпича, блоков и камня .

Рис. 16: Типы колонн; А-железобетон, В-сталь, С-древесина, D-кирпич, Е-блок и F-камень

Проектирование зданий из стали и бетона

Подход и композитная конструкция

Dr.П. Сурьянараяна , профессор, Национальный технологический институт Мауланы Азад, Бхопал

Общественные здания, требующие большой площади пола, могут быть экономически построены с использованием стального каркаса колонн, балок и перекрытий из железобетона. Недавно опубликованные нормы для стали (IS: 800-2007) включают методы расчета коэффициента нагрузки и сопротивления, заимствованные из последних зарубежных норм. Устаревшие положения о проектировании составных балок и колонн удалены из ИС: 800-2007. Ожидается, что новые версии композитных конструкций, основанные на европейских правилах, будут вскоре опубликованы Бюро индийских стандартов.

В этой статье представлены различные альтернативы для проектирования зданий с железобетонным каркасом и исследуется экономичность каждой конструкции. Сравнение проводится между двумя типами стальных конструкций (традиционными и с ограниченной непрерывностью), а также экономичностью и конструктивными преимуществами, достигаемыми за счет композитных конструкций. Используются новые нормы индийской стали, а также последние европейские нормы.

Четырехэтажный промышленный каркас площадью в плане 18 м x 36 м спроектирован с использованием пяти альтернативных подходов.Для каждого из пяти альтернативных расчетов используется расчет допустимого напряжения (ASD), а также расчет факторов нагрузки и сопротивления (LRFD) и сравнение результатов.

Введение

Общественные здания, требующие большой площади пола, можно экономично построить, используя стальной каркас из колонн, балок и перекрытия из железобетонных плит. Традиционная конструкция железобетонных зданий имеет следующие особенности. (Рис. 1) Система перекрытий состоит из плиты, поддерживаемой решеткой из балок.Балки образуют колонны таким образом, чтобы центральные линии балок в продольном и поперечном направлениях пересекались в центре колонны. Предполагается, что стыки колонн балки будут штыревыми. Следовательно, балки спроектированы как однопролетные с шарнирными опорами.

Британские проектировщики предложили альтернативное расположение, при котором второстепенные балки являются непрерывными по отношению к основным балкам, а основные балки являются непрерывными по кронштейнам колонн. При таком расположении центральные линии первичной балки, вторичной балки и колонны не пересекаются в общей точке.[5 *]

Сравнение традиционных и альтернативных проектов проводится путем проектирования строительной панели размером 18 м x 36 м для четырехэтажного здания обоими подходами. Расчеты для каждой конструкции выполняются как с расчетом на допустимое напряжение (ASD), так и с расчетом по коэффициенту нагрузки и сопротивления (LRFD). Конструкции основаны на анализе упругости и пластичности, расчетах поперечной устойчивости и проверках на прогиб [1,2,3,4]. Каркас здания состоит из панелей перекрытия 6,0м x 9,0м. Высота колонн 4,0 м на этаж.

Пять вариантов конструкции следующие:

  1. Традиционная конструкция (рис. 1): основные балки (9,0 м) и второстепенные балки (6,0 м) спроектированы как однопролетные балки, шарнирно закрепленные на концах. Предполагается, что плита обеспечивает полную боковую фиксацию балок.
  2. Традиционная конструкция (Рис.2): второстепенные балки на расстоянии 3,0 м. Все балки спроектированы как однопролетные с шарнирами на концах.
    * Ссылки перечислены в алфавитном порядке в конце статьи
  3. Конструкция с ограниченной непрерывностью (рис.3): Вторичные балки (с шагом 4,5 м) спроектированы как трехпролетные неразрезные балки, передающие сосредоточенные нагрузки на основные балки. Первичные балки (9,0 м) выполнены в виде однопролетных балок с шарнирами на концах.
  4. То же, что и конструкция 3, за исключением того, что второстепенные балки расположены на расстоянии 2,25 м (рис.4).
  5. Сталобетонная композитная конструкция (Рис.1): Вторичные балки спроектированы как неразрезные трехпролетные балки, а основные балки - как четырехпролетные неразрезные (подпираемая конструкция с двумя подпорками в одной трети точек для всех пролетов).

Во всех конструкциях собственная нагрузка 4,0 кН / кв.м. (плита, пол, отделка, перегородки) и временная нагрузка 4,0 кН / кв.м. Плита толщиной 140мм, бетон М20, принят стальной профиль марки Fe 250.

Нормы и методы проектирования

Расчет стальных балок: балки рассчитываются как с расчетом на допустимые напряжения (ASD), так и с расчетом на коэффициент нагрузки и сопротивления (LRFD). Были использованы методы ASD, разработанные Brett, Galambos, Kirby, Nethercot и Trahair [5], и была принята самая легкая часть, полученная из этих проектов.Планы повторяются методами LRFD, приведенными в [2.4].

Проектирование стальных колонн выполнено в соответствии с последними индийскими нормами. [2]

Проектирование составных балок и колонн: Индийский кодекс для составных балок (3) не включает расчет неразрезных балок. Нормы правил проектирования балок с тонкими сечениями отсутствуют. В этой статье были соблюдены процедуры проектирования, приведенные в [4].

Устаревшая и нерациональная процедура проектирования, приведенная в IS 800-1984 [1] для проектирования составных колонн, теперь удалена в версии 2007 года [2,7].В настоящее время в индийских Кодексах нет руководящих принципов для составных столбцов. Поэтому принята процедура, приведенная в [4].

Сводка проектов

Поперечные сечения балок, ферм и колонн, полученные методами LRFD, показаны на рис. 5–10 и таблицы 1 и 2. Сравнение с результатами ASD приведено в таблицах 3 и 4.

В стальной колонне (2 канала ISMC 400) (рис.6) каналы расположены в виде коробчатого сечения 350 мм x 400 мм, так что что колонна одинаково прочна на изгиб по большой и малой оси.Требования к стали для композитной колонны намного меньше (Рис.5). Такое же сечение колонны можно использовать во всех местах с соответствующей ориентацией, как показано на Рис.1


Из таблиц 1 и 2 видно, что все балки предназначены для оптимальной работы. В Таблице 1 (Вариант 3) сечение немного переконструировано. Однако сечение не может быть уменьшено, если должен быть выполнен критерий прогиба.

Из таблиц 3 и 4 видно, что конструкции, полученные методами LRFD, имеют более светлые участки по сравнению с методами ASD.Видно, что из пяти рассмотренных альтернативных конструкций композитная конструкция является лучшим вариантом, приводящим к значительной экономии стали.


Композитная конструкция имеет много конструктивных и конструктивных преимуществ по сравнению со стальным каркасом. Их можно резюмировать следующим образом:
  1. Благодаря комбинированному действию бетонной полки и стального ребра, стальная секция, необходимая в составной балке, меньше, чем секция, необходимая для стальной балки, как для однопролетных, так и для неразрезных балок.
  2. За счет повышенной жесткости композитного сечения уменьшены прогибы балки.
  3. Бетонная плита обеспечивает достаточную боковую фиксацию стального выступа.
  4. Сравнивая Рис.1 с Рис. 2, 3 и 4 видно, что рама, состоящая из составных балок и колонн, является наиболее устойчивой среди альтернатив.
  5. Быстрое строительство возможно при правильной последовательности операций. Обеспечить непрерывность и жесткость каркаса проще в композитной конструкции (по сравнению со стальной конструкцией) из-за монолитного действия.

Заключение

В этом документе представлены альтернативные варианты дизайна четырехэтажного здания с железобетонным каркасом размером 18 x 36 м. Каркас состоит из 20 колонн и 16 основных балок пролетом 9,0 м. Количество вторичных балок (6,0 м) колеблется от 15 до 42 в пяти альтернативных вариантах расположения. Балки и колонны рассчитаны на прочность и проверены на работоспособность методами ASD и LRFD. Используются методы проектирования из индийских и зарубежных кодексов, а также методы, разработанные разными дизайнерами.Применяются наиболее экономичные конструкции.

По результатам исследования сделаны следующие выводы.

  1. Методы LRFD более комплексны, чем методы ASD, и приводят к экономичному проектированию. Достигнута экономия порядка 11% для второстепенных балок и 16% для основных балок.
  2. Сталобетонная композитная конструкция требует меньшего количества второстепенных балок по сравнению с конструкциями с ограниченной непрерывностью.
  3. Благодаря комбинированному действию можно уменьшить размер стальных профилей.Может быть достигнута экономия порядка 22% для второстепенных балок и 15% для основных балок. Эта экономия частично компенсируется стоимостью соединителей, работающих на срез.
Сделан вывод, что безопасные и экономичные конструкции могут быть получены с помощью метода LRFD, приведенного в IS: 800-2007 для стальных рам.

Сталобетонные композитные каркасы предпочтительнее стальных из-за конструктивных и конструктивных преимуществ. Ожидается, что в ближайшее время будет доступен исчерпывающий свод правил, включающий методы LRFD, упомянутые в этой статье.

Список литературы

  • IS 800-1984 Кодекс норм норм общего строительства из стали (вторая редакция), BIS, Нью-Дели.
  • IS 800: 2007 IS Кодекс норм общего строительства из стали. (Третья редакция), BIS, Нью-Дели.
  • IS 11384-1985 IS Нормы практики для композитных конструкций из конструкционной стали и бетона, BIS, Нью-Дели.
  • Нараянан, Р. и др.: Учебные материалы по проектированию конструкционных стальных конструкций, гл.10, 11, 12, 21, 22. Индийский технологический институт, Ченнаи, INSDAG, Калькутта, июль 2001 г.
  • Ричария, А.К. «Проектирование зданий из стали и бетона: сравнительная оценка подхода с ограниченной непрерывностью и композитных конструкций», диплом магистра технических наук, Технологический колледж Мауланы Азад, Бхопал, 1993.
  • Сангамнеркар П. "Варианты проектирования зданий с железобетонным каркасом". M.Tech Диссертация. Национальный технологический институт Мауланы Азад, Бхопал, 2009 г.
  • Сурьянараяна, П."Предлагаемая поправка к IS: 800-1984 (конструкция закрытых колонн). Civil Engineering & Construction Review, Том 2, № 5, май 1989 года, стр. 44-46.

10 причин использовать сталь в жилищном строительстве

1. Сила, красота, свобода дизайна

Steel предлагает архитекторам больше свободы в выборе цвета, текстуры и формы. Его сочетание прочности, долговечности, красоты, точности и пластичности дает архитекторам более широкие возможности для изучения идей и разработки новых решений.Благодаря большой пролегающей способности стали образуются большие открытые пространства без промежуточных колонн или несущих стен. Его способность изгибаться до определенного радиуса, создавая сегментированные кривые или комбинации произвольной формы для фасадов, арок или куполов, отличает его от других. Готовая на заводе к самым точным спецификациям в строго контролируемых условиях, конечный результат стали более предсказуем и повторяем, что исключает риск нестабильности на месте.

2. Быстрый, эффективный, находчивый

Сталь

можно быстро и качественно собрать в любое время года.Компоненты предварительно изготавливаются вне строительной площадки с минимальными трудозатратами на месте. Целый каркас может быть возведен за несколько дней, а не недель, с соответствующим сокращением времени строительства на 20-40% по сравнению со строительством на месте, в зависимости от масштаба проекта. Для индивидуальных жилищ на более сложных участках сталь часто позволяет меньше точек соприкосновения с землей, что сокращает объем необходимых земляных работ. Меньший вес конструкционной стали по сравнению с другими материалами каркаса, такими как бетон, позволяет построить более простой и компактный фундамент.Такая эффективность исполнения означает значительную эффективность использования ресурсов и экономические выгоды, включая ускорение сроков выполнения проектов, снижение затрат на управление площадкой и более раннюю окупаемость инвестиций.

3. Адаптируемость и доступность

В наши дни функции здания могут резко и быстро измениться. Арендатор может захотеть внести изменения, которые значительно увеличат нагрузку на пол. Возможно, потребуется изменить положение стен, чтобы создать новую планировку интерьера, основанную на различных потребностях и использовании пространства.Металлоконструкции могут приспособиться к таким изменениям. Некомпозитные стальные балки могут быть составлены из существующей плиты перекрытия, к балкам добавляются накладки для увеличения прочности, балки и балки легко укрепляются и дополняются дополнительным каркасом или даже перемещаются для поддержки измененных нагрузок. Стальные каркасы и системы пола также обеспечивают легкий доступ и изменения существующей электропроводки, компьютерных сетевых кабелей и систем связи.

4. Меньше колонн, больше открытого пространства

Стальные профили представляют собой элегантный и экономичный способ перекрытия больших расстояний.Удлиненные стальные пролеты могут создавать большие внутренние пространства открытой планировки без колонн, и многие клиенты теперь требуют шага сетки колонн более 15 метров. В одноэтажных зданиях рулонные балки обеспечивают пролет более 50 метров. Ферменная или решетчатая конструкция позволяет увеличить ее до 150 метров. Сведение к минимуму количества столбцов упрощает разделение и настройку пространств. Построенные из стали здания часто более приспособляемы, с большим потенциалом внесения изменений со временем, что продлевает срок службы конструкции.

5. Бесконечная переработка

При сносе здания со стальным каркасом его компоненты можно повторно использовать или направить в замкнутую систему рециркуляции сталелитейной промышленности для переплавки и перепрофилирования. Сталь можно перерабатывать бесконечно без потери свойств. Ничего не пропадает зря. Сталь экономит использование природного сырья, поскольку около 30% современной новой стали уже производится из переработанной стали.

6. Добавлена ​​огнестойкость

Обширные испытания стальных конструкций и готовых стальных конструкций позволили отрасли получить полное представление о том, как стальные здания реагируют на огонь.Современные методы проектирования и анализа позволяют точно определить требования к противопожарной защите зданий со стальным каркасом, что часто приводит к значительному сокращению требуемой противопожарной защиты.

7. Сейсмостойкость

Землетрясения непредсказуемы по величине, частоте, продолжительности и местоположению. Сталь - это предпочтительный материал для дизайна, потому что он по своей природе пластичный и гибкий. Он прогибается при экстремальных нагрузках, а не раздавливается или крошится.Многие соединения балок с колоннами в стальном здании предназначены в основном для того, чтобы выдерживать гравитационные нагрузки. Однако они также обладают значительной способностью противостоять боковым нагрузкам, вызываемым ветром и землетрясениями.

8. Эстетика, функциональность

Тонкий каркас

Steel создает ощущение открытости в зданиях. Его гибкость и пластичность вдохновляют архитекторов преследовать и достигать своих целей с точки зрения изучения отличительных форм и текстур. Эти эстетические качества дополняются функциональными характеристиками стали, включая ее исключительную растяжимость, стабильность размеров во времени, способность гасить акустический шум, бесконечную возможность вторичной переработки, а также скорость и точность, с которыми она изготавливается и собирается на месте с минимальными трудозатратами.

9. Больше полезного пространства, меньше материалов

Способность стали

максимально увеличивать пространство и внутреннюю ширину с максимально тонкой оболочкой означает получение более тонких и меньших структурных элементов. Глубина стальных балок примерно вдвое меньше, чем у деревянных балок, что обеспечивает большее полезное пространство, меньше материалов и более низкие затраты по сравнению с другими материалами. Толщина стен может быть меньше, потому что прочность стали и отличная перекрывающая способность означают, что нет необходимости возводить прочные, занимающие много места кирпичные стены.Это может быть особенно актуально для сильно ограниченных площадок, где свойства стали экономить пространство могут быть ключом к решению пространственных проблем.

10. Легче и менее вредно для окружающей среды

Стальные конструкции могут быть значительно легче, чем их аналоги из бетона, и требуют менее обширного фундамента, что снижает воздействие здания на окружающую среду. Меньшее количество и более легкие материалы означают, что их легче перемещать, что сокращает транспортировку и расход топлива. При необходимости стальные свайные фундаменты могут быть извлечены и переработаны или использованы повторно в конце срока службы здания, при этом на строительной площадке не останется никаких отходов.Сталь также является энергоэффективной, так как тепло быстро излучается от стальной кровли, создавая более прохладную домашнюю среду в регионах с жарким климатом. В холодном климате стены из двойных стальных панелей могут быть хорошо изолированы, чтобы лучше удерживать тепло.

, которая выходит на первое место

Строительные проекты требуют множества решений. Ключевое решение - найти наиболее эффективный вариант, а также определить, какой процесс может дать идеальные результаты.

Взгляните на эту разбивку. В этом примере сравниваются плюсы и минусы конструкционной стали и бетона.

Стоимость

Конструкционная сталь: Подавляющая часть всей производимой сегодня стали производится из переработанных материалов; Сталь А992. Такая переработка делает материал намного дешевле по сравнению с другими материалами. Хотя цена на сталь может колебаться, она, как правило, остается менее дорогим вариантом по сравнению с железобетоном.

Бетон: Большая экономическая выгода для бетона заключается в том, что его цена остается относительно постоянной. С другой стороны, бетон также требует постоянного обслуживания и ремонта, что означает дополнительные расходы на протяжении всего срока его службы.Спрос и предложение также могут повлиять на доступность бетона. Несмотря на то, что его можно заливать и обрабатывать непосредственно на месте, процесс до завершения может быть длительным и может повлечь за собой более высокие затраты на рабочую силу.

Прочность

Конструкционная сталь: Конструкционная сталь чрезвычайно прочная, жесткая, вязкая и пластичная; что делает его одним из ведущих материалов, используемых в строительстве коммерческих и промышленных зданий.

Бетон: Бетон - это композитный материал, состоящий из цемента, песка, гравия и воды.Он имеет относительно высокую прочность на сжатие, но ему не хватает прочности на разрыв. Бетон необходимо армировать стальной арматурой, чтобы увеличить прочность на растяжение, пластичность и эластичность конструкции.

Огнестойкость

Конструкционная сталь: Сталь по своей природе негорючий материал. Однако при нагревании до экстремальных температур его прочность может значительно снизиться. Следовательно, IBC требует, чтобы сталь была покрыта дополнительными огнестойкими материалами для повышения безопасности.

Бетон: Состав бетона делает его естественным огнестойким и соответствует всем международным строительным нормам (IBC). Когда бетон используется для строительства зданий, многие другие компоненты, используемые в строительстве, не обладают огнестойкостью. Профессионалы должны соблюдать все правила техники безопасности в процессе строительства, чтобы предотвратить возникновение осложнений внутри всей конструкции.

устойчивость

Конструкционная сталь: Конструкционная сталь почти на 100% подлежит вторичной переработке, а также 90% всей конструкционной стали, используемой сегодня, производится из переработанной стали.Благодаря долгому сроку службы сталь может использоваться и подвергаться многократной адаптации без ущерба для ее структурной целостности. При правильном изготовлении, изготовлении и обращении конструкционная сталь оказывает минимальное воздействие на окружающую среду.

Бетон: Элементы внутри бетона естественны для нашей окружающей среды, что снижает вред, наносимый нашему миру. Бетон можно измельчить и использовать в будущих смесях. Этот тип переработки может уменьшить количество бетона на свалках.

Универсальность

Конструкционная сталь : Сталь - это гибкий материал, из которого можно изготовить широкий спектр конструкций для бесконечного применения. Удельная прочность стали намного выше по сравнению с другими доступными строительными материалами. Сталь также предлагает множество различных эстетических возможностей, с которыми не могут конкурировать различные материалы, такие как бетон.

Бетон: Хотя бетону можно придать множество различных форм, он сталкивается с некоторыми ограничениями, когда речь идет о высоте конструкции от пола до пола и длинных открытых пролетах.

Коррозия

Конструкционная сталь: Сталь может подвергаться коррозии при контакте с водой. Если его оставить без должного ухода, это может повлиять на безопасность конструкции. Профессионалы должны ухаживать за сталью с помощью таких процессов, как водостойкие уплотнения и уход за краской. Огнестойкие характеристики могут быть добавлены при применении водонепроницаемых уплотнений.

Бетон: При правильной конструкции и уходе железобетон является водостойким и не подвержен коррозии.Однако важно отметить, что стальная арматура внутри никогда не должна быть открыта. В случае воздействия на сталь сталь повреждается и может легко подвергнуться коррозии, что отрицательно скажется на прочности конструкции.

Для любого строительного проекта необходимо принять сотни решений. В конце концов, неправильный выбор может оказаться вредным. Вот почему нужно быть уверенным, зная, что ваши изготовители - лучшие из лучших. В Swanton Welding нет необходимости ставить под сомнение степень совершенства и точности, которые присущи каждому проекту, который мы выполняем.