5. Железобетонные каркасы одноэтажных промышленных зданий. (п)
К
аркас
здания состоит из фундаментов,
фундаментных балок, колонн, несущих
элементов докрытая, подкрановых балок
и связей (рис.70).
Рис. 70. Основные элементы одноэтажного промышленного здания: 1 — столбчатые фундаменты; 2 — фундаментные балки; 3 — колонны; 4- подкрановые балки; 5- фермы; 6 — плиты покрытия; 7 — фонарь; 8 — окна; 9 — стены; 10 — связи.
Каркасы выполняют из сборных железобетонных элементов. В зданиях с большими пролетами и высотой при грузоподъемности мостовых кранов 50 т и более, а также в особых условиях строительства и эксплуатации допускаются стальные каркасы. В ряде случаев применяются смешанные каркасы.
При выборе материалов необходимо учитывать размеры пролетов и шага колонн, высоту здания, величину и характер действующих на каркас нагрузок, наличие агрессивных факторов, требования огнестойкости, долговечности и технико-экономические обоснования.
Каркас промышленного здания подвергается сложному комплексу силовых и несиловых воздействий. Силовые воздействия возникают от постоянных и временных нагрузок (собственная масса конструкций, снег, ветер, люди, эксплуатационное оборудование, грузоподъемные устройства и т. д.). В связи с этим элементы каркаса должны отвечать требованиям прочности и устойчивости.
Несиловые воздействия образуются от влияния внешней и внутренней среды в виде положительных и отрицательных температур, пара, содержащихся в воздухе химических веществ, действия минеральных масел, кислот и т. д. Элементы каркаса должны обладать термостойкостью, влагостойкостью и биостойкостью.
Типовым решением при конструировании сборного железобетонного каркаса одноэтажного промышленного здания является применение поперечных рам из сборных железобетонных колонн и несущих элементов покрытия (балок или ферм) и продольных элементов в виде фундаментных, подкрановых и обвязочных балок, плит покрытия и связей. Соединение несущих элементов покрытия с колоннами в этом случае принято шарнирным. Это позволяет осуществить независимую типизацию балок, ферм и колонн, так как при шарнирном соединении нагрузка, приложенная, к одному из элементов, не вызывает изгибающего момента в другом. Достигается высокая степень универсальности элементов каркаса, возможность их использования для различных решений и типов несущих элементов покрытия. Кроме того, шарнирное соединение колонн, балок и ферм конструктивно значительно проще жесткого, тем самым облегчается изготовление и монтаж конструкций.
В каркасах большой протяженности устраивают температурные швы, расчленяющие каркас на отдельные участки, называемые температурными блоками. Каждый температурный блок должен иметь длину не более 72 м, ширину не более 144м и обладать самостоятельной пространственной жесткостью.
7. Несущие конструкции покрытий промзданий, ж/б фермы, ж/б рамы, оболочки. (п)
Плоские несущие конструкции покрытий. К ним относят балки, фермы, арки и подстропильные конструкции. Несущие конструкции покрытия изготовляют из сборного железобетона, стали, дерева. Тип несущих конструкций покрытия назначают в зависимости от конкретных условий – величины перекрываемых пролетов, действующих нагрузок, вида производства, наличия строительной базы и др.
Железобетонные балки покрытий. В качестве несущих конструкций в ряде случаев используют железобетонные предварительно напряженные балки пролетом до 12 м для односкатных и малоуклонных покрытий, двускатные решетчатые пролетом 12 и 18 м (рис. 16.10, а – в) – при наличии подвесных монорельсов и кран-балок. Односкатные балки предназначены для зданий с наружным водоотводом, двускатные можно применять в зданиях как с наружным, так и внутренним водоотводом. Уширенную опорную часть балки (рис. 16.10, г) прикрепляют к колонне шарнирно посредством анкерных болтов, выпущенных из колонн и проходящих через опорный лист, приваренный к балке.
Железобетонные фермы и арки покрытий. Очертание фермы покрытия зависит от вида кровли, расположения и формы фонаря и общей компоновки покрытия. Для зданий пролетом 18 м и более применяют железобетонные предварительно напряженные фермы из бетона марки 400, 500 и 600. Фермы предпочтительнее балок при наличии различных санитарно-технических и технологических сетей, удобно располагаемых в межферменном пространстве, и при значительных нагрузках от подвесного транспорта и покрытия.
В зависимости от очертания верхнего пояса различают фермы сегментные, арочные, с параллельными поясами и треугольные.
Для пролетов 18 и 24 м применяют раскосные фермы сегментного очертания (рис. 16,11, б), а также типовые безраскосные фермы при скатной и малоуклонной кровлях (рис. 16.11, а). Последние обладают определенными преимуществами (удобный пропуск коммуникаций, особенности технологии изготовления).
Фермы с параллельными поясами использованы главным образом на многих действующих предприятиях при пролетах зданий 18 и 24 м и шаге 6 и 12 м. В некоторых случаях для покрытия большепролетных производственных зданий применяют сборные железобетонные арочные конструкции. По конструктивной схеме арки разделяют на двухшарнирные (с шарнирными опорами), трехшарнирные (имеющие шарниры в ключе и на опорах) и бесшарнирные.
studfiles.net
СБОРНЫЕ ЖИЛЫЕ И ОБЩЕСТВЕННЫЕ ЗДАНИЯ
Конструктивные схемы. Жилые и общественные здания, у которых все несущие и ограждающие конструкции состоят из крупноразмерных деталей, изготовленных на заводах, называют полносборными. Полносборными (из бетонных и железобетонных деталей) строят почти половину зданий. Процесс возведения их в основном сводится к монтажу готовых конструкций (деталей).
Рис. 1. Разрез здания: 1 – фундаменты, 2 – стены подвала, 3 – перекрытия, 4 – внутренние поперечные стены, 5 – наружные стены, 6 – лестничная площадка, 7– лестничный марш, 8 – внутренняя продольная стена, 9 – перегородка, 10 – отмостка
В зависимости от конструктивной системы несущего остова полносборные здания делятся на бескаркасные крупноблочные (см. рис. 1), бескаркасные крупнопанельные и каркасные (см. рис. 3).
Рис.2. Конструктивные схемы безкаркасных зданий.
Рис. 3. Конструктивные схемы каркасных зданий: а – с самонесущими стенами, б – с навесными стенами; 1 – колонны, 2 – ригели, 3 – плиты перекрытий, 4 – стены самонесущие, 5 – навесные панели
Бескаркасные крупноблочные здания со стенами из бетонных и других блоков возводят с продольными и поперечными несущими наружными и внутренними стенами.
В зданиях с поперечными несущими стенами продольные наружные стены самонесущие, а плиты (панели) перекрытия опираются на поперечные стены.
Здания, у которых несущими являются как поперечные, так и продольные стены (см. рис. 2, а), обычно имеют панели перекрытий размером на комнату, опирающиеся всеми четырьмя сторонами на поперечные и продольные стены.
Общественные многоэтажные здания чаще возводят с продольными несущими стенами (см. рис. 2, б). В зависимости от ширины здания может быть не одна, а две внутренние продольные стены. Поперечные стены в таких зданиях устраивают преимущественно в лестничных клетках, в местах, где должны проходить дымовые и вентиляционные каналы, а также в других местах, где по расчетам они нужны для обеспечения жесткости здания или отделения одной части здания от другой несгораемыми стенами. Такие стены выводят выше кровельного покрытия (крыши) здания и их называют брандмауэрными.
Наружные стены крупноблочных зданий – двухрядной разрезки по высоте этажа на блоки (см. рис. 1) – монтируют из следующих типовых основных блоков: простеночных, образующих простенки между окнами, толщиной 400…600 и шириной 990… 1390 мм и рядовых такой же конструкции, как и простеночные, но устанавливаемых на глухих участках стен; подоконных шириной 790… 1490 мм с нишами для приборов отопления, устанавливаемых между простеночными; перемычных с четвертью для опирания плит междуэтажного перекрытия, перекрывающих оконный проем; поясных, такой же формы, как перемычные, устанавливаемых на глухих участках стен по верху рядовых блоков.
Внутренние стены монтируют из блоков однорядной разрезки толщиной 300 мм. Их ширина зависит от возможностей производства конструкций и конструктивной схемы стен.
Кроме перечисленных при строительстве крупноблочных зданий применяют стеновые угловые, карнизные, цокольные, парапетные, санитарно-технические блоки. Их изготовляют высотой на этаж.
Бескаркасные крупнопанельные здания бывают с тремя продольными несущими стенами и с поперечными несущими стенами, устанавливаемыми с малым или большим шагом друг от друга.
В домах с тремя продольными несущими стенами (две наружные, одна внутренняя) наружные стеновые панели делают трехслойными из тяжелого бетона с утеплителем или однослойными из легкого или ячеистого бетона. Для внутренних стен в домах этого типа используют сплошные железобетонные панели высотой в этаж и толщиной 120… 160 мм. Междуэтажные перекрытия в этом случае, как правило, делают из многопустотных или сплошных плит-панелей шириной 1200…2400 мм; опираются они на наружные и внутренние несущие стены. Перегородки устанавливают на перекрытия. Панели перегородок – самонесущие из гипсобетона, гипсовых плит или других материалов.
В крупнопанельных домах с поперечными несущими стенами (рис. 4) все основные элементы несущие: поперечные стены-перегородки 4, внутренняя продольная 6 и наружные стены. Панели перекрытий 5 имеют опоры со всех четырех сторон. При этом наружные стеновые панели , которые мало отличаются от наружных панелей в домах с продольными несущими стенами, считают также несущими. Перегородочные панели 4 и панели 6 для внутренней продольной стены изготовляют из тяжелого бетона; толщина панелей 140… 180 мм. Панели перекрытий 5 делают толщиной 120… 160 мм размером на комнату; изготовляют их сплошными из тяжелого бетона.
Рис. 4. Крупнопанельный дом с поперечными несущими стенами: 7 – наружные панели, 2 – санитарно-технические кабины, 3 – не несущие перегородки, 4 – несущие стены-перегородки, 5 – панели перекрытий, 6 – внутренняя продольная стена, 7 – цокольные панели, 8 – блоки фундаментов
Санитарно-технические узлы монтируют, как правило, из готовых кабин 2, оборудованных приборами. Кровельные покрытия в жилых и общественных зданиях устраивают в виде чердачных крыш из железобетонных плит-панелей с вентилируемым чердаком.
Каркасными сооружают многоэтажные общественные и административные здания. Каркасные здания бывают с полным каркасом (см. рис. 3, а, б), когда колонны в здании устанавливают во всех точках пересечения осей планировочной сетки, и с неполным каркасом, когда колонны располагаются лишь по внутренним осям, а наружные стены также несущие.
Для обеспечения пространственной устойчивости применяют жесткие соединения ригелей с колоннами (рамное соединение) либо на каждом этаже в местах, определяемых расчетом, устанавливают между колоннами вертикальные связи или стенки жесткости. Кроме того, жесткость каркаса обеспечивается плитами-распорками, укладываемыми в междуэтажных перекрытиях между колоннами.
Наружные стены каркасных зданий могут быть самонесущими. В этом случае они опираются непосредственно на фундаменты или на фундаментные балки, устанавливаемые по столбчатым фундаментам. Несущие стены в виде навесных панелей 5 (см. рис. 3, 6) прикрепляют к наружным колоннам каркаса. В этом случае здание называют каркасно-панельным.
Объемно-блочные здания (рис. 5) возводят из крупноразмерных элементов – объемных блоков, которые представляют собой готовую часть здания, например комнату.
Единая модульная система. Полносборные жилые и общественные здания возводят из типовых деталей заводского изготовления. Это возможно благодаря унификации основных параметров зданий – шага колонн, пролетов (расстояние между колоннами в смежных рядах) и т. д., стандартизации элементов, обеспечивающей взаимозаменяемость и сокращение числа типоразмеров конструкций.
Унификация и стандартизация элементов сборных конструкций обеспечивается единой модульной системой ЕМС. Этой системой взаимно увязываются размеры элементов с размерами частей зданий. В основу ее положен условный единый размер – модуль М 100 мм. В соответствии с этой системой размеры пространственной планировочной схемы жилых и общественных зданий принимаются кратными укрупненному модулю 400 мм, а размеры по высоте здания – укрупненному модулю 300 мм (размер двух Ступеней лестничного марша).
Рис. 5. Схема дома из объемных блоков
Высота этажей устанавливается в жилых зданиях 2,7…3,0 м, школах, больницах – 3,6…3,9 м; на первый этажах зданий, предназначенных для торговых помещений,–4,2…4,5 м. Расстояние между комнатными перегородками (шаг) в жилых домах –2,4; 2,8; 3,2; 3,6; 4,0 м, а расстояние (пролет) между продольными стенами –4,4; 4,8; 5,2; 5,6; 6,0 м. В школах и больницах расстояние между продольными стенами (ширина помещений) принимается равным 5,2; 5,6; 6,0; 6,4 м, а расстояние между поперечными стенами и перегородками – кратно укрупненному модулю и в зависимости от планировочного решения принимается до 7,2 м.
beton-karkas.ru
Железобетонные каркасные здания — МегаЛекции
6.8.1 В каркасных зданиях конструкцией, воспринимающей горизонтальную сейсмическую нагрузку, могут служить: каркас; каркас с заполнением; каркас с вертикальными связями, диафрагмами или ядрами жесткости. В качестве несущих конструкций зданий высотой более 9 этажей следует принимать каркасы с диафрагмами, связями или ядрами жесткости.
При выборе конструктивных схем предпочтение следует отдавать схемам, в которых зоны пластичности возникают в первую очередь в горизонтальных элементах каркаса (ригелях, перемычках, обвязочных балках и т.п.).
6.8.2 В колоннах рамных каркасов многоэтажных зданий при расчетной сейсмичности 8 и 9 баллов шаг хомутов (кроме требований, изложенных в 6.7.9, 6.7.10) не должен превышать 1/2h, а для каркасов с несущими диафрагмами — не более h, где h — наименьший размер стороны колонн прямоугольного или двутаврового сечения. Диаметр хомутов в этом случае должен быть не менее 8 мм.
6.8.3 В вязаных каркасах концы хомутов необходимо загибать вокруг стержня продольной арматуры и заводить внутрь бетонного ядра не менее чем на 6d хомута, считая от оси продольного стержня. В угловых стержнях угол заведения должен быть 30°-60°.
6.8.4 Элементы сборных колонн многоэтажных каркасных зданий по возможности следует укрупнять на несколько этажей. Стыки сборных колонн необходимо располагать в зоне с наименьшими изгибающими моментами. Стыкование продольной арматуры в сборных элементах колонн внахлестку без сварки не допускается. Продольная арматура сборных элементов колонн длиной до 10,7 м должна состоять из целых стержней мерной длины.
6.8.5 Стыкование продольной арматуры диаметром свыше 22 мм в монолитном железобетоне следует выполнять с помощью специальных механических соединений (опрессованных или резьбовых муфт), а также ручной дуговой сваркой на стальной скобе-накладке или ручной дуговой сваркой продольными швами с парными накладками для стержней арматуры диаметром до 22 мм включительно.
6.8.6 На опорных участках плит перекрытий число устанавливаемой поперечной арматуры, нормальной к плоскости плиты, определяют расчетом на продавливание, а если по расчету не требуется, то конструктивно. В обоих случаях ближайшие к контуру площадки передачи нагрузки плиты стержни поперечной арматуры располагают на расстоянии не ближе 1/3 h0 и не далее 1/2 h0 от этого контура. Ширина зоны размещения расчетной или конструктивной поперечной арматуры в обоих осевых направлениях должна быть не менее 2 h0, считая от контура площадки передачи нагрузки.
Расчетная и конструктивная поперечные арматуры плиты должны состоять из стержней периодического профиля диаметром не менее 8 мм, которые следует соединять с продольной рабочей арматурой посредством контактной сварки или концевых отгибов (крюков). Шаг стержней поперечной арматуры — по нормам проектирования железобетонных конструкций.
6.8.7 Для железобетонных колонн многоэтажных каркасных зданий с арматурой классов А400 и А500 общий процент армирования рабочей продольной арматурой не должен превышать 6 %, а арматурой А600 — 4 %.
Допускается более высокое насыщение колонн продольной арматурой при условии усиления приопорных участков колонн с помощью конструктивного косвенного армирования сварными сетками с размером ячейки не более 100 мм в количестве не менее четырех, располагаемыми с шагом 60-100 мм на длине (считая от торца элемента не менее 10d, где d — наибольший диаметр стержней продольной арматуры). Сетки из арматуры классов А400, А500, В500 должны быть диаметром не менее 8 мм.
6.8.8 Жесткие узлы железобетонных каркасов зданий должны быть усилены применением сварных сеток, спиралей или замкнутых хомутов.
Участки ригелей и колонн, примыкающие к жестким узлам рам на расстоянии, равном полуторной высоте их сечения (но не более 1/4 высоты этажа или пролета ригеля), должны армироваться замкнутой поперечной арматурой (хомутами), устанавливаемой по расчету, но не реже чем через 100 мм, а для рамных систем с несущими диафрагмами — не реже чем через 200 мм.
6.8.9 Диафрагмы, связи и ядра жесткости, воспринимающие горизонтальную нагрузку, должны быть непрерывными по всей высоте здания и располагаться в обоих направлениях равномерно и симметрично относительно центра тяжести здания. В каждом направлении должно устанавливаться не менее двух диафрагм, расположенных в разных плоскостях. Допускается в верхних этажах здания уменьшать число и протяженность диафрагм при сохранении симметричности их расположения в пределах этажа. Изменение сдвиговой (изгибной) жесткости диафрагм соседних этажей при этом не должно превышать 20 %, а длина диафрагмы жесткости должна быть не менее высоты этажа.
6.8.10 При проектировании зданий с существенно меньшей жесткостью нижних этажей (здания с «гибким» нижним этажом) с расчетной сейсмичностью площадки строительства 8 и 9 баллов колонны «гибкого» этажа следует, как правило, выполнять стальными или с жесткой арматурой.
6.8.11 В зданиях с безригельным каркасом максимальное расстояние между диафрагмами жесткости не должно превышать 12 м при отсутствии ядер жесткости.
6.8.12 Максимальные расстояния между осями колонн в каждом направлении при безбалочных плитах и безбалочных плитах с капителями следует принимать при сейсмичности 7 баллов — 7,2 м, при сейсмичности 8, 9 баллов — 6,0 м. Толщину перекрытий с капителями и без них безригельного каркаса следует принимать не менее 1/30 расстояния между осями колонн и не менее 180 мм, класс бетона — не ниже В20.
6.8.13 При расчете прочности нормального сечения плиты безригельных бескапительных каркасов на действие изгибающего момента расчетную ширину сжатой зоны бетона следует принимать не более трехкратной ширины колонн. На этой расчетной ширине в каждом осевом направлении должно быть размещено не менее 50 % общего количества продольной рабочей арматуры плиты, приходящейся на ширину одного пролета, 10 % площади всей рабочей арматуры, размещенной на указанной расчетной ширине плиты, необходимо пропустить сквозь тело колонны. Обрыв нижней арматуры в опорной зоне плиты не допускается.
Рекомендуется не менее 30 % всей продольной арматуры плиты устанавливать в форме групп протяженных сварных неразрезных каркасов, плоских вертикальных или пространственных прямоугольного или треугольного сечения. Такие каркасы в обоих осевых направлениях следует сосредотачивать в составе полос усиленного армирования над колоннами, где не менее двух плоских каркасов или двух верхних стержней пространственного каркаса должны быть пропущены сквозь тело колонны, а также в составе арматуры, проходящей через срединные участки пролетов. Непрерывность этих каркасов в пределах общих габаритов перекрытия должна быть обеспечена стыковыми сварными соединениями продольных стержней каркасов. Эти стыковые соединения должны располагаться в зонах минимальных изгибающих моментов по соответствующим осевым направлениям и иметь прочность не ниже нормативного сопротивления стыкуемых стержней.
6.8.14 В качестве ограждающих стеновых конструкций каркасных зданий следует применять легкие навесные панели. Допускается устройство кирпичного или каменного заполнения, соответствующего требованиям 6.14.4, 6.14.5.
6.8.15 Применение самонесущих стен из каменной кладки допускается:
при шаге пристенных колонн каркаса не более 6 м;
при высоте стен зданий, возводимых на площадках сейсмичностью 7; 8 и 9 баллов, не более 12; 9 и 6 м соответственно.
6.8.16 Для обеспечения раздельной работы ненесущих и несущих конструкций при сейсмических воздействиях конструкция узлов сопряжения каменных стен и колонн, диафрагм и перекрытий (ригелей) должна исключать возможность передачи на них нагрузок, действующих в их плоскости. Прочность элементов стен и узлы их крепления к элементам каркаса должны соответствовать 5.5 и быть подтверждены расчетом на действие расчетных сейсмических нагрузок из плоскости.
Кладка самонесущих стен в каркасных зданиях должна иметь гибкие связи с каркасом, не препятствующие горизонтальным смещениям каркаса вдоль стен.
Между поверхностями стен и колонн каркаса должен предусматриваться зазор не менее 20 мм.
По всей длине стен в уровне плит покрытия и верха оконных проемов должны устраиваться антисейсмические пояса, соединенные с каркасом здания.
6.8.17 При проектировании каркасных зданий кроме деформаций изгиба и сдвига в стойках каркаса необходимо учитывать осевые деформации, а также должен быть выполнен расчет на устойчивость против опрокидывания.
6.8.18 В зданиях высотой до 12 этажей при обязательном применении железобетонных диафрагм или ядер жесткости допускается включение в работу на восприятие сейсмических и вертикальных нагрузок каменных стен, связанных с колоннами и диафрагмами выпусками арматурных сеток, устанавливаемых с шагом по высоте в соответствии с требованиями 6.14.13. Сетки должны быть установлены по всей высоте стен. При этом необходимо выполнение расчетов конструкций здания с учетом каменного заполнения и без него. Армирование железобетонных элементов следует выполнять по наиболее невыгодному для них расчету.
6.8.19 Связь стен с колоннами и диафрагмами по вертикали должна осуществляться не менее чем в трех точках, распределенных по высоте равномерно. Связь с перекрытиями должна осуществляться с шагом не более 3 м при обязательной постановке связей в местах сопряжения колонн (диафрагм) и перекрытий (ригелей).
Рекомендуемые страницы:
Воспользуйтесь поиском по сайту:
megalektsii.ru
ОСНОВНЫЕ ЧАСТИ ЗДАНИЯ | Железобетонные каркасы
Здания имеют надземную часть – ту, что возвышается над уровнем земли, и подземную, которая расположена ниже тротуара или отмостки. Часть здания по высоте, ограниченная полом и перекрытием или полом и покрытием, составляет этаж. В зависимости от количества этажей здания бывают одно-, двух-, трех-…, многоэтажные.
Этажи надземной части зданий, у которых полы находятся не ниже планировочной отметки земли (тротуара, отмостки), называются надземными. Этажи подземной части, полы которых находятся ниже уровня отмостки, но не более чем на половину высоты расположенных в нем помещений – цокольные, а с отметкой пола ниже отмостки более чем на половину высоты расположенных в нем помещений – подвальные. Этаж, в котором размещают инженерное оборудование и коммуникации, называется технический. Технический этаж размещают в цокольной части здания, над верхним этажом или в середине здания. Чердачное помещение под крутой с изломом крышей (преимущественно в жилых зданиях) называется мансардой.
Здания состоят из взаимосвязанных архитектурно-конструктивных элементов (частей). По функциональному назначению их подразделяют на несущие, ограждающие и совмещающие обе эти функции.
Несущие элементы (колонны, балки, ригели, фермы, стены, перекрытия) воспринимают нагрузки, возникающие в здании и действующие на него извне (нагрузки от конструкций самого здания, оборудования, снега, ветра, людей).
Ограждающие элементы (стены, перегородки, перекрытия, окна, двери, крыша) разделяют здание на отдельные помещения и защищают их и здание в целом от атмосферных воздействий. Ограждающие конструкции также воспринимают передаваемые на них нагрузки.
Элементы, совмещающие несущие и ограждающие функции, должны удовлетворять требованиям по несущей способности, а также по теплопроводности, влаго-, воздухопроницаемости и звукоизоляции.
К основным несущим элементам здания (рис. 1) (сооружения) относятся
фундаменты, стены 2, 4, 5, отдельные опоры, колонны, перекрытия 3 и покрытия. Эти элементы составляют несущий каркас здания. Каркас должен обеспечивать восприятие всех нагрузок, воздействующих на здание, а также пространственную неизменяемость (жесткость) и устойчивость здания.
По конструктивной схеме несущего остова здания подразделяют на бескаркасные, каркасные и с неполным каркасом. В бескаркасных зданиях (рис. 2, а, б) основными вертикальными несущими элементами служат стены, в каркасных (рис. 3, а, б) – отдельные опоры (колонны, столбы), в зданиях с неполным каркасом – и стены, и отдельные опоры.
Рис. 1. Разрез здания: 1 – фундаменты, 2 – стены подвала, 3 – перекрытия, 4 – внутренние поперечные стены, 5 – наружные стены, 6 – лестничная площадка, 7– лестничный марш, 8 – внутренняя продольная стена, 9 – перегородка, 10 – отмостка
Рис.2. Конструктивные схемы безкаркасных зданий.
Рис. 3. Конструктивные схемы каркасных зданий: а – с самонесущими стенами, б – с навесными стенами; 1 – колонны, 2 – ригели, 3 – плиты перекрытий, 4 – стены самонесущие, 5 – навесные панели
Стены здания (см. рис. 1) наружные 5 ограждают помещения от внешней среды, внутренние 4– отделяют одни помещения от других.
Стены бывают несущие, самонесущие и ненесущие. Несущие стены 5 и 4 воспринимают нагрузку от собственного веса и всех других конструкций (перекрытий, крыш, лестниц). С такими стенами, как правило, строят жилые и общественные (кирпичные, блочные и крупнопанельные) здания и нередко подсобно-производственные здания. Самонесущие стены передают на фундаменты нагрузку от собственного веса, на них не опираются перекрытия или другие конструкции. Чаще всего такие стены бывают в одноэтажных подсобно-производственного назначения с несущим каркасом, на который опираются конструкции покрытия. Стены, только ограждающие помещения от внешнего пространства и передающие собственный вес в пределах каждого этажа на другие несущие конструкции, называют ненесущими; такие же стены, навешиваемые на вертикальные конструкции здания,– навесными (см. рис. 3, б). Навесные стены устанавливают часто в каркасных производственных зданиях.
Во многих жилых и общественных зданиях верхняя чась наружной стены выступает за ее плоскость. Такая часть стены называется карнизом. Вынос карниза, т. е. расстояние от стены до его края, назначают в проекте. При этом учитывают необходимость защиты стен от воды, стекающей с крыши, и архитектурные особенности здания.
Часть стены, расположенная по фасаду здания выше кровли, называется парапетом. Нижняя часть наружной стены, опирающаяся непосредственно на фундамент, составляет ее цокольную часть, часть стены между проемами – простенок, а участок стены, расположенный непосредственно над проемом,– перемычка.
В зданиях с кирпичными стенами в местах опирания несущих конструкций (прогонов, балок) часто располагают столбы, связанные непосредственно со стеной (вертикальный прямоугольный выступ из плоскости стены), их называют пилястрами.
Колонны (см. рис. 3) – отдельно стоящие опоры каркаса, на которые опираются ригели 2, балки, фермы и уложенные по ним перекрытия 3 и покрытия. Элементы каркаса (колонны, ригели, балки, фермы) жестко или шарнирно связываются между собой, кроме того, в расчетных местах между ними устанавливают связи или диафрагмы жесткости, что обеспечивает пространственную неизменяемость и устойчивость каркаса и здания в целом.
В каркасах зданий и сооружений устанавливают колонны стальные, железобетонные. В зданиях из кирпича и камня отдельно стоящие колонны (опоры) нередко возводят из того же материала, что и стены – из кирпича или камня и тогда их называют столбами.
Ригели, балки, фермы – горизонтальные или наклонные несущие элементы каркаса, по ним укладывают сборные элементы перекрытий и кровельных покрытий или монолитные перекрытия. Все эти элементы каркаса выполняют стальными или железобетонными. Их размеры зависят от перекрываемых пролетов (расстояний между опорами) в зданиях и сооружениях.
Перекрытия совмещают ограждающие и несущие функций. Междуэтажные перекрытия 3 разделяют в здании смежные по высоте помещения (этажи). Перекрытия над подвалом называют цокольными, а над верхним этажом – чердачными. Перекрытия чаще выполняют из сборных железобетонных панелей, иногда – из монолитного железобетона.
Перегородки 9 (см. рис. 1) – ограждающие элементы, которые разделяют внутреннее пространство здания в пределах одного этажа на отдельные помещения,– возводят из гипсовых плит, железобетонных панелей, керамических и других пустотелых камней, кирпича и других материалов. Перегородки опираются на перекрытия.
Крыша совмещает ограждающие и несущие функции и служит для защиты здания от атмосферных осадков и удаления их за его пределы. Такие же функции выполняют покрытия на зданиях, не имеющих традиционной крыши.
В малоэтажных домах крыша состоит из стропил, установленных на стены, к которым прикреплена обрешетка. В качестве кровельного покрытия, укладываемого по обрешетке, используют асбестоцементные волнистые листы, черепицу, рубероид, стеклорубероид, кровельную сталь. В многоэтажных зданиях чердачные крыши устраивают из сборных железобетонных плит. В некоторых зданиях делают покрытия, в которых совмещены функции крыши и потолка. Такие покрытия называют бесчердачными, их широко применяют в промышленных и сельскохозяйственных зданиях, покрытия укладывают по балкам или фермам.
Лестничные клетки служат для сообщения между этажами здания. Их располагают между капитальными (несгораемыми) стенами. Часть лестницы между площадками 6 (см. рис. 1) называют маршем 7.
В некоторых многоэтажных зданиях устанавливают дополнительные (запасные) лестницы, металлические или железобетонные, для эвакуации людей при пожаре. Нередко металлические лестницы делают приставными (вертикальными или наклонными) с выходами на них через балконы или наружные площадки. Такие же лестницы с выходом наружу делают в промышленных зданиях и сооружениях.
Балкон – часть здания, выступающая за плоскость стены в виде висячей площадки с ограждениями.
Лоджия – помещение, включенное в общий объем здания, открытое с нужной стороны (вместо наружной стены – парапет или неостекленное .ограждение).
Эркер – полукруглый, треугольный или граненый остекленный выступ на фасаде здания чаще в несколько этажей, иногда во всю высоту фасада (обычно кроме первого этажа).
Лифтовые шахты – обособленные помещения шахтного типа для размещения лифтов; располагаются непосредственно в лестничных клетках или вблизи от них. Для возведения шахт все шире применяют сборные железобетонные объемные блоки.
Фундаменты 1 передают нагрузку от каркаса здания на грунт – основание. Основание называют естественным, когда грунт под подошвой фундамента находится в состоянии природного залегания; если грунт искусственно уплотняют или укрепляют, то такое основание называют искусственным.
Фундаменты подвержены воздействию грунтовых вод, поэтому для возведения их применяют материалы, обладающие высокой прочностью, водо- и морозостойкостью; железобетон, бетон, бутовый камень.
Рис. 4. Фундаменты зданий: а – ленточный с уширенной железобетонной подушкой, б – столбчатый под стену, в – свайный под колонну; 1 – раствор, 2 – бетонные блоки, 3 – железобетонные фундаментные блоки, 4 – гидроизоляции, 5 – железобетонная фундаментная балка, 6 – стена, 7 – гнездо (стакан) для колонны, 8 – ростверк, 9 – свая
Фундаменты, имеющие плоскую подошву, подразделяются на ленточные (рис. 4, а), которые закладывают под стены, и столбчатые (рис. 4, б) – под отдельно стоящие колонны или столбы. Фундаменты бывают также свайные (рис. 4, в), когда здание опирается на погруженные в грунт бетонные или железобетонные сваи.
Ленточные фундаменты – в виде непрерывной стенки из монолитного бетона* .бутобетона или сборных железобетонных деталей применяют, как правило, в бескаркасных зданиях с несущими или самонесущими стенами. Обычно такие фундаменты имеют прямоугольное сечение и уширенную подошву прямоугольной или ступенчатой формы.
Столбчатые фундаменты бывают монолитные или из сборных бетонных и железобетонных блоков.
Свайные фундаменты применяют при строительстве объектов на слабых грунтах. В зависимости от грунтовых условий устраивают забивные (железобетонные или деревянные) или буронабивные бетонные или железобетонные сваи. По оголовкам свай 9 устанавливают ростверк 5, как правило, монолитный, благодаря которому свая работает как единая конструкция.
beton-karkas.ru
ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ЗДАНИЯ С ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫМ КАРКАСОМ
Здания из унифицированных конструкций. Из унифицированных (взаимозаменяемых) стальных и железобетонных конструкций строят здания одно-, многоэтажные и смешанной этажности; производственные здания с одним или несколькими пролетами.
Одноэтажные промышленные здания по объемно-планировочным и конструктивным решениям отличаются от общественных большими размерами помещений (крупные пролеты между рядами опор), наличием кранового оборудования, бесчердачными покрытиями (плоскими или скатными пологими). При значительных нагрузках от несущих элементов покрытия и кранового оборудования несущий остов промышленного здания должен обладать большой пространственной жесткостью. Как правило, его выполняют каркасным.
Наиболее распространены одно- и многопролетные здания с рамно-пролетным каркасом (рис. 1, а, б), с зенитными или прямоугольными фонарями и мостовыми кранами. Основные элементы каркаса такого типа: колонны 3, 4 и балки 6 (см. рис. 7, а) покрытий или стропильные фермы 13 (см. рис. 1, б), которые образуют плоские поперечные рамы, устанавливаемые на расстоянии 6… 12 м друг от друга (с шагом 6 или 12 м). Эти элементы каркаса бывают стальными или железобетонными. Расстояние между опорами (колоннами) одной рамы (пролет каркаса) равно длине стропильной балки или фермы. В связи с этим длину балки (фермы) называют пролетом.
Рис. 1. Производственные многопролетные здания с железобетонным рамно-пролетным каркасом: а – со стропильными балками в покрытии, б – с фермами в покрытии; 1– фундаменты, 2 – фундаментные балки, 3 – колонны крайнего ряда, 4 – колонны среднего ряда, 5 – подкрановые балки, 6 – балки покрытия, 7 – плиты покрытия, 8 – зенитные фонари, 9 – воронка водостока, 10 – рулонное покрытие кровли, 11– панели стен, 12 – оконные переплеты, 13 – стропильные фермы, 14 – подстропильная ферма, 15 – вертикальная связь
На поперечные рамы опираются продольные элементы каркаса: подкрановые балки 5, по которым прокладывают пути для мостовых кранов; панели стен или ригели стенового каркаса (фахверка), используемого для крепления оконных переплетов 12 и стеновых ограждающих панелей; плиты покрытий 7 или прогоны кровли, по которым укладывают кровельное покрытие – листы профилированной стали или панели из асбестоцементных листов и других материалов; фонари 8 для естественной аэрации и освещения зданий. Объем здания, ограниченный конструкциями двух соседних рам – четыре колонны, две фермы (балки) с другими опирающимися на них конструкциями, образует ячейку каркаса здания. Пространство, ограниченное одним рядом ячеек по всей длине здания, называют пролетом здания.
В многопролетных зданиях при необходимости редкого расположения
колонн по средним рядам стропильные фермы 13 опирают на подстропильные фермы 14, устанавливаемые по продольным рядам колонн.
Железобетонные плиты 7 покрытий опирают непосредственно на балки 6 покрытия или на верхние пояса стропильных ферм и прикрепляют к ним монтажной сваркой закладных деталей опорных ребер (не менее трех опор).
Стены зданий часто устраивают из навесных крупноразмерных железобетонных, асбестоцементных и других панелей, прикрепляемых непосредственно к колоннам каркаса.
Для устойчивости и пространственной жесткости каркаса здания к поясам ферм и между колоннами прикрепляют стальные вертикальные 15 и горизонтальные связи.
Фонари располагают вдоль пролетов здания. Боковые вертикальные поверхности П-образных фонарей делают остекленными открывающимися или глухими, чтобы обеспечить не только освещение, но и проветривание помещений.
Несущие каркасы зданий высотой до 18 м при шаге колонн 6 и 12 м и пролетах 6, 12, 18 и 24 м в большинстве случаев выполняют из сборных железобетонных конструкций или из смешанных конструкций: колонны – железобетонные, фермы покрытий – стальные. При пролетах большей высоты или при величине пролетов 30, 36 м и более каркасы зданий возводят из стальных конструкций. Ограждающими конструкциями в обоих случаях могут быть железобетонные плиты покрытий и панели стен или панели из стального листа с утепляющим слоем из минерально-волокнистых плит или пенопластов.
Для различных габаритов зданий применяются свои наиболее целесообразные конструктивные схемы и виды конструкций. Отличие их между собой состоит в покрытиях, для которых приняты следующие виды конструкций: при пролетах 12 м и менее – балки, при пролетах 12 и 18 м – балки с шагом 6 м, плиты покрытий размером на пролет или фермы (в зависимости от необходимости прокладки коммуникаций в пределах покрытия и др.), при пролетах 24 м – фермы.
beton-karkas.ru
Железобетонный каркас одноэтажных и многоэтажных промышленных зданий.
⇐ ПредыдущаяСтр 3 из 4Следующая ⇒
Каркас одноэтажного промышленного здания состоит из фундаментов, фундаментных балок, колонн, несущих элементов покрытия, подкрановых балок и связей (рис.70).
Рис. 70. Основные элементы одноэтажного промышленного здания: 1 — столбчатые фундаменты; 2 — фундаментные балки; 3 — колонны; 4- подкрановые балки; 5- фермы; 6 — плиты покрытия; 7 — фонарь; 8 — окна; 9 — стены; 10 — связи.
Каркасы выполняют в основном из сборных железобетонных элементов. Монолитный железобетон применяют при наличии соответствующего технологического обоснования. В зданиях с большими пролетами и высотой при грузоподъемности мостовых кранов 50 т и более, а также в особых условиях строительства и эксплуатации допускаются стальные каркасы. В ряде случаев применяются смешанные каркасы.
При выборе материалов необходимо учитывать размеры пролетов и шага колонн, высоту здания, величину и характер действующих на каркас нагрузок, наличие агрессивных факторов, требования огнестойкости, долговечности и технико-экономические обоснования.
Каркас промышленного здания подвергается сложному комплексу силовых и несиловых воздействий. Силовые воздействия возникают от постоянных и временных нагрузок (собственная масса конструкций, снег, ветер, люди, эксплуатационное оборудование, грузоподъемные устройства и т. д.). В связи с этим элементы каркаса должны отвечать требованиям прочности и устойчивости.
Несиловые воздействия образуются от влияния внешней и внутренней среды в виде положительных и отрицательных температур, пара, содержащихся в воздухе химических веществ, действия минеральных масел, кислот и т. д.
При стр-ве промышленного здания наибольший расход материалов приходится на несущие элементы здания, составляющие его каркас. Поэтому снижение расхода этих материалов обеспечивает эффективность строительства. Оно может быть достигнуто более полным использованием физико-механических свойств материалов, в основном, бетона и железобетона, так как именно эти материалы являются основными при изготовлении конструкций каркаса. Экономия может быть достигнута и совершенствованием конструктивной формы элементов. Так, например, замена железобетонных колонн прямоугольного сечения на двухветвевые уменьшает расход железобетона на 22.-.26 %, применение пространственных покрытий вместо плоских сокращает расход бетона на 26 % и стали до 34 %. Большую экономию дает использование материалов высокой прочности. Так, повышение классов бетона с ВЗО до В50…В60 позволяет сократить его расход в балках и фермах на 8…10 %, а применение высокопрочной арматуры обеспечивает экономию стали до 36%.
Типовым решением при конструировании сборного железобетонного каркаса ОПЗ является применение поперечных рам из сборных железобетонных колонн и несущих элементов покрытия (балок или ферм) и продольных элементов в виде фундаментных, подкрановых и обвязочных балок, плит покрытия и связей. Соединение несущих элементов покрытия с колоннами в этом случае принято шарнирным. Это позволяет осуществить независимую типизацию балок, ферм и колонн, так как при шарнирном соединении нагрузка, приложенная, к одному из элементов, не вызывает изгибающего момента в другом. Достигается высокая степень универсальности элементов каркаса, возможность их использования для различных решений и типов несущих элементов покрытия. Кроме того, шарнирное соединение колонн, балок и ферм конструктивно значительно проще жесткого, тем самым облегчается изготовление и монтаж конструкций.
Все элементы сборных железобетонных каркасов унифицированы и при проектировании их подбор производят по специальным каталогам.
В каркасах большой протяженности устраивают температурные швы, расчленяющие каркас на отдельные участки, называемые температурными блоками. Каждый температурный блок должен иметь длину не более 72 м, ширину не более 144м и обладать самостоятельной
пространственной жесткостью.
Многоэтажные промышленные здания проектируют, как правило, каркасными с навесными стеновыми панелями. Типовые конструкции для таких зданий разработаны с балочными и безбалочными перекрытиями.
При балочных перекрытиях (рис. 1) сетка колонн принята 6×6 или 9×6 м. Высоты этажей равны 3,6; 4,8; 6 и 7,2 м. При необходимости верхний этаж предусматривается пролетом 18 м (рис. 1б), в нем возможно расположение мостовых кранов грузоподъемностью 10 т или подвесного транспорта. При устройстве мостовых кранов высота верхнего этажа принимается равной 10,8 м, а при подвесном транспорте — 7,2 м. Основными несущими конструкциями в таких зданиях являются (рис. 2): колонны с консолями (табл. 1), по низу жестко заделываемые в фундаментные башмаки стаканного типа, ригели перекрытий (табл. 2) и покрытий, плиты многопустотные или ребристые (табл. 3), навесные панели стен.
Рисунок 1. Поперечный разрез многоэтажных промышленных зданий с балочными перекрытиями: а — без мостовых кранов; б — с мостовыми кранами в верхнем этаже
В зданиях с безбалочными перекрытиями (рис. 3) железобетонная плита опирается на колонны, имеющие, как правило, капители, уменьшающие рабочий пролет плиты и распределяющие опорную реакцию на значительную поверхность плиты. Такие перекрытия целесообразны в зданиях с большими равномерно распределенными нагрузками и квадратной сеткой колонн (например, 6×6 м). При временной нагрузке на перекрытие 10 кН/м2 и более безбалочные перекрытия экономичнее балочных. Их преимущество состоит также в том, что благодаря меньшей конструктивной высоте высота здания и расход стеновых материалов уменьшается. Безбалочные перекрытия применяют в зданиях холодильников, мясокомбинатов, складов и др. Сборные безбалочные перекрытия состоят из капителей, опирающихся по периметру среднего отверстия на выступы колонн, надколенных панелей, укладываемых в обоих направлениях на капители колонн и пролетной панели, опирающейся по контуру на подрезки надколенных панелей (рис. 4).
Рисунок 3. Многоэтажное каркасное здание с безбалочными перекрытиями
Рисунок 4. Фрагмент сборного безбалочного перекрытия с ребристыми панелями
Здание имеет сетку колонн 6×6 м и высоту этажей 4,8 или 6 м.
Если по функциональным и технологическим требованиям производственное здание должно иметь более крупные пролеты, то принимают сетку колонн 12×6; 18×6; 18×12; 24×6 м. В этих случаях здание, как правило, проектируют с дополнительными межфермеными этажами (рис. 5), в которых размещают оборудование, коммуникации, бытовые, складские и др. помещения. Ригелями здания служат безраскосные фермы или арки, жестко связанные с колоннами. По верхнему поясу ригелей укладывают ребристые плиты (перекрытие основных этажей), а по нижнему — пустотные (перекрытия вспомогательных этажей).
Рисунок 5. Конструкции МПЗ с межфермеными этажами: а — поперечник здания; б — фрагмент и детали перекрытия; в — типы железобетонных ферм ригелей (1 — арка с затяжкой, 2 — безраскосная ферма, 3 — то же, с подкосами в крайних пролетах)
Каркасно-панельные здания проектируют с полным или неполным каркасом. При полном каркасе панели перекрытия опираются по углам на колонны. Колонны и ребра перекрытий образуют пространственный каркас здания. Панели стен и внутренних перегородок — самонесущие и крепятся к стойкам каркасов. При неполном (внутреннем) каркасе крайних колонн нет, а панели наружных стен несущие. Панели перекрытий опираются на несущие наружные стены и внутренние колонны каркаса.
Рекомендуемые страницы:
lektsia.com