Классификация конструкций покрытий
Системы несущих остовов
Для большинства плоскостных несущих конструкций покрытий одноэтажных зданий в качестве вертикальных опор используются колонны каркаса и редко стены. Наиболее распространены две конструктивные системы каркасного остова. В первой балки, фермы и т. п. — так называемые стропильные конструкции — опираются непосредственно на колонны (рис. I,а). Во второй — те же стропильные конструкции опираются на балки или фермы, расположенные вдоль здания. Эти балки или фермы, названные подстропильными, применяются при необходимости увеличения шага колонн, например, с 6 до 12 или даже до 18 м. При этом все остальные конструктивные элементы здания (плиты и фермы покрытия, фонари и т. п.) не изменяются, в том числе и колонны крайних рядов. Вариантное решение — использование крупноразмерного настила для перекрытия основного пролета. Конструктивные схемы обеих систем одинаковы: в направлении пролета колонны работают на восприятие усилий от всех горизонтальных и вертикальных нагрузок как стойки, защемленные в фундамент, шарнирно связанные со стропильными конструкциями, которые благодаря такой связи не участвуют в работе колонн на изгиб. В продольном же направлении связи по каждому ряду колонн освобождают их от восприятия горизонтальных усилий и обеспечивают жесткость несущего остова.
Особенности сечений колонн обеих систем: при изменении габаритов здания ширина их сечения в направлении шага практически не изменяется; в направлении же пролета высота сечения тем больше, чем выше здание и чем больше пролет. А при крановых нагрузках к работе колонн на изгиб в этом направлении добавляются: внецентренное приложение вертикальных нагрузок от кранов и тормозные усилия от движения тележки кранов. Поэтому колонны в поперечном направлении могут иметь существенное развитие.
|
|
В одноэтажных зданиях распространены также системы несущего остова с опиранием конструкций покрытия по контуру (на три-четыре опоры по углам, на опоры по всем сторонам и т. п.). При таких конструктивных системах используются и связевые конструктивные схемы, и рамные, когда вертикальные опоры работают на восприятие всех видов нагрузок по обоим направлениям как стойки, защемленные в фундамент. Форма сечений таких опор — квадратная, круглая, многоугольная.
Несущими опорами шатровых плоскостных конструкций (арок, сводов) чаще всего служат фундаменты, реже пилоны.
Ниже (рис.I) приведены схемы каркасов одноэтажного производственного здания с применением стропильных и подстропильных конструкций:
|
|
Рис.I
а — схема каркаса с перепадом высот в поперечном сечении;
б —- бескрановые пролеты;
в — пролеты с крановым оборудованием;
г — с продольным расположением ригелей;
д — типы подстропильных конструкций;
е, ж — применение подстропильных конструкций пролетами 12 и 18 м;
и — общий вид; / — фундаменты;
2 — консоли колонн;
3 — фундаментные балки;
4 — пристенная (крайняя) колонна;
5 — средняя колонна;
6—односкатная балка;
7 — плиты покрытий;
8 — подкрановые балки;
.9 — обвязочные балки;
/0 —двускатная балка или ферма;
// — рама фонаря;
12 — подстропильная балка или ферма;
13, 15 — типы подстропильных ферм для опирания стропильных сегментных ферм, ферм с параллельными поясами;
14 — подстропильная балка для опирания балок;
/6— наружные стены (панели);
/7 — остекление;
18 — металлические связи;
19 — внутренний водосток;
|
|
20 — отмостка;
21 — ригели;
22 - коробчатые плиты КЖС; пролетом 18, 24 м
Ключевые слова:
-типы опирания стропильных конструкций: на колонны
на балки или фермы
-подстропильные конструкции
-связевые и рамные конструктивные схемы
II . Грунты. Искусственные основания фундаментов
Грунты — это геологические породы, залегающие в верхних слоях земной коры, состоящие из твердых частиц (зерен) разной крупности (скелета грунта) и пор, заполненных или воздухом полностью, либо частично водой.
Основанием называют толщу грунта, непосредственно воспринимающую нагрузку от фундаментов здания или сооружения. Основание, способное воспринимать нагрузку без предварительного усиления грунтов называют естественным. Основание, способное воспринимать нагрузку только после проведения мероприятий по усилению грунтов, называют искусственным.
Вследствие давления, передаваемого зданием на основание, грунты под фундаментов испытывают значительные сжимающие усилия. Под действием этих усилий грунты равномерно уплотняются. Такие равномерные деформации называют осадкой грунта, которая вызывает осадку фундаментов.
|
|
Неравномерные деформации грунта, происходящие в результате уплотнения и, как правило, коренного изменения структуры грунта под воздействием внешних нагрузок, собственной массы грунта и других факторов (замачивания просадочного грунта, подтаивание линз льда в грунте и т. д.), называют просадками. Они могут вызвать повороты фундаментов и т. п. вплоть до разрушения. Просадки оснований недопустимы. Для того чтобы осадки не оказали опасных воздействий на работающие под нагрузкой конструкции и не повлияли на условия эксплуатации зданий, установлены предельные величины деформаций основания и напряжений в грунте, возникающих под подошвой фундаментов.
По своему строению грунты состоят из частиц, удерживаемых от взаимного смещения различным образом: жесткой связью между зернами (спаянностью)— в сцементированных грунтах, постоянно сохраняющих свою структуру; силой трения — в сыпучих грунтах; силой сцепления — в связных грунтах.
Грунты, используемые в качестве оснований зданий и сооружений, подразделяют в зависимости от геологических характеристик на скальные и нескальные.
Глинистые грунты относятся к категории связных грунтов. Глинистые частицы скреплены силами внутреннего сцепления, величина которого зависит от влажности грунта. Глинистые способны при увлажнении переходить из твердого состояния в пластическое и даже в текучее, а находящиеся в твердом сухом состоянии, служат прочным основанием.
В зависимости от степени влажности или степени заполнения пор водой различают грунты маловлажные, влажные и насыщенные водой. Крупнообломочные и песчаные грунты с крупностью частиц выше средней при увлажнении малосжимаемы и могут служить устойчивым основанием. Очень сильно влияет на снижение несущей способности грунта увлажнение пылеватых песков с глинистыми и илистыми примесями. Такие грунты в водонасыщенном состоянии становятся текучими и называются плывунами. Возведение зданий на таких грунтах требует дополнительных мер по усилению основания.
В строительной практике встречаются насыпные грунты — искусственные насыпи, образованные в результате культурной и производственной деятельности человека. Такие грунты формируются при засыпке оврагов, высохших водоемов, на месте свалок и отходов производства и т. п. Плотность насыпных грунтов часто зависит от характера подстилающего слоя и состава насыпи (наличие мусора, шлаков и др.). Вопрос об использовании насыпных грунтов в качестве основания для зданий и сооружений рассматривается в каждом отдельном случае в зависимости от характера грунта и возраста насыпи. Несущая способность глинистых грунтов при их увлажнении значительно снижается. При замерзании влажных глинистых грунтов основания происходит замерзание воды в порах: происходит так называемое «пучение», которое часто является причиной деформаций фундаментов и зданий. Поэтому глубина заложения фундаментов от уровня земли на глинистых грунтах должна быть, как правило, ниже глубины зимнего промерзания на 15...20 см.
Глинистые грунты (например, лёссы и лёссовидные), обладающие в природном состоянии крупными порами (макропорами), называют макропористыми грунтами. При увлажнении такие грунты из-за содержания в них растворимых в воде извести, гипса и других солей теряют связность, быстро намокают и при этом уплотняются, образуя просадки. Указанные грунты называют просадочными и для обеспечения необходимой прочности и устойчивости возводимых на таких грунтах зданий и сооружений в строительстве должны выполняться специальные мероприятия по укреплению грунтов основания и по защите их от увлажнения.
Грунтовые воды образуются при проникновении в грунт атмосферных осадков. Дойдя до водонепроницаемого слоя («водоупора»), например слоя глины, вода стекает по его склону, просачиваясь через водопроницаемые слои. Уровень дренируемой воды зависит от близости водоупора к поверхности, от сезонных колебаний уровней воды в водоемах местности и т. п. Этот уровень, называемый уровнем грунтовых вод, может изменяться еще и от проникновения воды сверху—при таянии снегов, дождях и при наличии прослоек глинистых грунтов, задерживающих движение воды.
В зависимости от гидрогеологических условий, слои грунта могут быть в различной степени насыщены грунтовой водой. Крупнозернистые грунты содержат ее в том случае, если ниже них залегают водоупорные слои. Мелкозернистые грунты могут содержать грунтовую воду частично или полностью, а глинистые грунты в силу своей большой влагоемкости чаще всего имеют только капиллярную (связную) воду.
Грунтовые воды, содержащие растворенные примеси солей и других веществ, разрушающих материал фундаментов, называют агрессивными. Для защиты от агрессивных грунтовых вод создаются специальные конструкции, способные работать в агрессивной среде и защищающие фундаменты от разрушения (СНиП 3.02.01— 83).
Искусственное основание. Если грунты основания в пределах сжимаемой толщи не обладают необходимой несущей способностью (насыпные грунты, торфянистые, рыхлые песчаные и суглинистые грунты с большим содержанием органических остатков и т. п.), их искусственно укрепляют или применяют фундаменты, передающие нагрузки на нижележащие прочные грунты, в частности, свайные фундаменты. Выбор свайных фундаментов или способа укрепления грунтов производится технико-экономическим сопоставлением различных вариантов устройства оснований и фундаментов. В массовом гражданском строительстве, как правило, применяют искусственные основания двух типов: основание, создаваемое уплотнением грунта, и основание, создаваемое его закреплением. При слабых грунтах часто используют песчаные подушки .Искусственное закрепление слабых грунтов достигается цементацией, термическим способом, химическим закреплением или силикатизацией грунтов.
Термический способ глубинного уплотнения грунта применяют для устранения просадочных свойств лёссовых грунтов на глубине до 10 ... 15 м. Цементация применяется для укрепления гравелистых, крупно- и среднезернистых песков, для заделки трещин и полостей в скальных грунтах. Силикатизация состоит в инъекции через трубы в грунт растворов жидкого стекла и хлористого кальция и применяется для укрепления песчаных пылеватых грунтов, плывунов и макропористых грунтов. Инъекция делается на глубину 15 ... 20 м и более, а радиус распространения силикатизации достигает 1 м.
Ключевые слова:
- осадку фундаментов маловлажные, влажные и насыщенные водой
- насыпные грунты
- глубина заложения фундаментов
- просадочными
- уровнем грунтовых вод
- искусственное основание
III.Фундаменты и фундаментные балки
Фундаменты под сборные железобетонные колонны устраивают в основном в виде отдельных опор с отверстиями стаканного типа. Ленточные фундаменты по продольным рядам колонн или сплошную фундаментную плиту под все здание применяют, когда фундаменты в виде отдельных опор не обеспечивают необходимую прочность.
Конструкции фундаментов относятся к числу материалоемких элементов здания.
Фундаменты под колонны в виде отдельных опор по способу возведения подразделяют на монолитные и сборные.
Монолитные фундаменты более предпочтительны, так как располагают лучшими возможностями получения нужных форм и размеров, диктуемых нагрузками и местными условиями строительства. В большинстве своем они экономичнее сборных из-за меньшего расхода стали и затрат на транспортирование и монтаж.
Монолитный фундамент состоит из подколонника с отверстием (стаканом) для заделки колонн и ступенчатой плитной части (рис. III -1, а). В целях ограничения типоразмеров опалубочных элементов, а также более четкой градации арматурных изделий, все опалубочные размеры фундаментов унифицированы.
Рис.III -1 Фундаменты под железобетонные колонны:
а – монолитный, б- сборный, в- в местах устройства "деформационных швов, г- свайный; д - пенькового типа; е - заделка колонны в фундаменте
Сборные фундаменты под колонны применяют, когда их можно сделать из одного блока ограниченной массы (обычно не более 6 т). В случае необходимости сборные фундаменты могут быть установлены на опорные плиты (рис.III -1, б).
Размеры сборных фундаментов подчинены тем же модулям, что и монолитные.
Под спаренные колонны в местах деформационных швов устраиЕ монолитные фундаменты с двумя раздельными стаканами (рис. III -1, в)
Установлены следующие размеры стаканов: глубина 0,8, 0,9 и 1,25 м; меры по верху и дну соответственно на 150 и 100 мм больше размеров сечения колонн (рис III -1, е)
При наличии слабых грунтов под фундаменты устраивают свайные основания (рис. III -1, г). В практике промышленного строительства наибольшее применение получили забивные и буронабивные сваи. Железобетонные забивные цельные сваи сплошного квадратного сечения рекомендуются к преимущественному применению. Их выполняют сненапрягаемой и напрягаемой арматурой длиной от 3 до 20 м с размерами сечения 300x300; 350x350 и 400x400 мм. Головки свай после забивки заделывают в ростверк на глубину не менее 150 мм.
Буронабивные сваи изготавливают непосредственно в грунте. В зависимости от инженерно-геологических условий и особенностей передаваемых на фундамент нагрузок буронабивные сваи армируют на всю длину или только в верхней части для связи с ростверком. Буронабивные сваи изготавливают длиной от 2 до 50 м вращательным бурением без закрепления или с закреплением стенок скважин. Диаметры ствола скважин составляют от 500 до 800 мм (без учета уширения в нижней части). Сваи такого типа целесообразны: при больших нагрузках на фундаменты; на территориях с просадочными и слабыми грунтами; в стесненных условиях строительной площадки, на которой невозможна забивка свай или когда недопустимы динамические воздействия на рядом расположенные объекты; при необходимости усиления фундаментов существующих зданий.
В целях унификации и сокращения числа типоразмеров колонн верх монолитных и сборных фундаментов располагают на 150 мм ниже отметки ±0.000. Это позволяет монтировать колонны при засыпанных котлованах, после устройства подготовки под полы и прокладки подземных коммуникаций.
Фундаментные балки из сборного железобетона разработаны под кирпичные, блочные, панельные самонесущие и панельные навесные варианты исполнения наружных стен.
В зависимости от веса наружных стен и шага колонн фундаментные балки имеют тавровое и трапециевидное сечение. Балки таврового сечения (рис. III-2,а)применяют при кирпичных стенах толщиной 380 и 510мм, также при блочных толщиной до 500 мм и панельных самонесущих стенах толщиной до 300 мм при шаге колонн 6 м. Балки трапециевидного сечения (рис. III-2,б,в)- применяют при шаге колонн 6 и 12 м. Их выполняют при кирпичных стенах толщиной 250 мм, панельных самонесущих стенах - 200 и 240 мм и панельных навесных - 160, 200, 240 и300мм.
Фундаментные балки опирают на бетонные столбики (приливы), устраиваемые сечением 300x600 мм (рис. III-2, г, д) в пределах подколонников. Отметка верха столбиков зависит от высоты фундаментных балоки можетсоставлять -0,350; -0,450 и -0,650 мм. Длина фундаментных балоксогласуется с шагом колонн, размерами подколонника и местом укладки.
Рис. III-2. Фундаментные балки:
а - таврового сечения при шаге колонн 6 м; б- трапецивидного сечения при шаге колонн 6 м; в - то же, при шаге 12 м; г - опирание балок; д - детали фундамента наружного ряда колонн; / - набетонка толщиной 12 см; 2 - слой раствора толщиной 20 мм; 3 - опорный столбик; 4 - фундаментная балка; 5 - песок; 6 -щебеночная подготовка (13-15см); 7- асфальт (1,5-2 см); 8- гидроизоляция; 9-стеновая панель; 10- колонна; 11 - подстилающий слой; 12- шлак
Верх фундаментных балок располагают на 300 мм ниже уровня чистого пола (отметка - 0,030). На этом уровне устраивают гидроизоляцию из одного-двух слоев рулонного материала на мастике. Допускается выполнять гидроизоляцию из цементно-песчаного раствора (1:2) толщиной 30 мм. Для предохранения балок от деформации при пучении фунтов снизу или с их боков делают подсыпку из шлака, крупнозернистого песка или кирпичного щебня (рис. III-2, д). В отапливаемых зданиях в целях утепления пристенной рабочей зоны ширина подсыпки из утеплителя может составлять -1...2 м.
По периметру здания устриавают отмостку из асфальта или бетона шириной 0,9 -1,5м с уклоном от стены не менее 1:12. Несущие стены в бескаркасных зданиях или с неполным каркасом опирают на фундаменты, выполняемые из сборных элементов.
Ключевые слова:
-ленточный фундамент
-столбчатый фундамент
-плитный фундамент
-по способу возведения – монолитный фундамент
сборный фундамент
свайный фундамент
фундамент пенькового типа
-подколонник с отверстием (стаканом)
-плитная часть
-фундаментные балки таврового сечения
трапециевидного сечения
IV. Железобетонные колонны одноэтажных промзданий.
Колонны в системе каркаса здания воспринимают вертикальные и горизонтальные нагрузки постоянного и временного характера. В силу этого конструкции колонн должны отвечать повышенным требованиям прочности, стойкости и устойчивости. Для массового индустриального строительства; разработаны типовые конструкции сборных железобетонных колонн для зданий без мостовых опорных кранов и для зданий с опорными мостовыми кранами.
Для зданий высотой от 3 до 14,4 м без опорных мостовых кранов или с подвесными кранами грузоподъемностью до 5 т применяют колонны постоянного сечения (рис. IV, а). Средние колонны при высоте сечения меньше 500 мм вверху снабжают симметричными двухсторонними консолями, чтобы обеспечить опирание конструкций покрытия. Длину колонн выбирают с учетом высоты здания (от пола до низа несущих конструкции покрытия) и глубины заделки в фундаменты. Размеры сечения колонн зависят от нагрузки и длины колонн, их шага и расположения (в крайних или средних рядах). Сечения колонн могут иметь квадратные 300x300; 400x400 и 500x500 мм) и прямоугольные (400x300; 500x400мм) формы. Колонны постоянного сечения заделывают в железобетонные фундаменты на глубину 750, 850 мм.
Для зданий с опорными мостовыми электрическими кранами грузоподъемностью до 32 т легкого, среднего и тяжелого режимов работы разработаны колонны прямоугольного сечения (рис. IV, б), а для зданий с опорными кранами общего назначения от 32 до 50 т легкого, среднего и тяжелого режимов работы - колонны двухветвевые (рис IV, в). Колонны прямоугольного сечения могут быть использованы в зданиях высотой 8,4 до 14,4 м. Размеры сечения колонн в подкрановой части составляют от 400x600 до 400x900 мм (через 100 мм). Колонны двухветвевого сечения применяют в зданиях высотой более 14,4 (до 18) м. Размеры сечения колонн в подкрановой части составляют 500x1400 и 500x1900 мм.
Сборные колонны изготавливают из тяжелого бетона классов В15-Ю. Основная рабочая арматура (профильная.) может быть без предварительного напряжения и предварительно напряженной - со спиральной поперечной арматурой, предварительное напряжение арматуры уменьшает прогибы верхней точки каркасов одноэтажных зданий при действии горизонтальных нагрузок, что позволяет в некоторой степени уменьшить расход арматуры и высоту сечения колонн.
Все типовые колонны предназначены для применения в том случае, когда верх фундаментов под них имеет отметку - 0,150. В нижней части колонны могут иметь горизонтальные канавки для улучшения их соединения с фундаментами (см. рис. IV, е).
Рис. IV. Основные типы сборных железобетонных колонн: г-для зданий высотой от 3... 14,4 м без опорных мостовых кранов; б-с шорными мостовыми кранами грузоподъемностью до 32 т и высоте здания )Т 8,4... 14,4 м; в - то же, с кранами до 50 т и высоте от 14,4... 18 м; г -колон-1Ы кольцевого сечения; д - основные закладные элементы колонн; е - оголо-ок колонны кольцевого сечения; ж - оголовок колонны при безанкерном реплснии стропильных конструкций; 1 - закладная деталь для крепления тальной фермы (анкеры); 2, J- то же для крепления подкрановой балки; 4-о же, стеновых панелей; 5- кольцо из полосовой стали; 6- стальная пласти-ia для крепления (сварки) стропильных конструкций из железобетона
Для соединения с колонной других конструктивных элементов (стропильных и подстропильных конструкций, подкрановых балок, элементов стен и др.) в ней предусматривают закладные детали (рис. IV, д). Количество закладных деталей для опирания и крепления наружных стен и их расположение определяются конструкцией стен. В колоннах, располагаемых в местах установки вертикальных связей, предусматривают закладные детали для крепления связей, а у колонн, располагаемых у торцевых стен, - дополнительные закладные детали для крепления приколонных стоек фахверка. В верхней части колонны имеют оголовки: при опирании на них железобетонных конструкций с соединением на монтажной сварке - горизонтальные пластины (заподлицо или с выступами на 10 мм); при стальных несущих конструкциях-анкерные болты (рис. IV, д, ж).
При использовании в покрытиях железобетонных подстропильных конструкций длина колонны средних рядов принимается на 600 мм меньше, чем в покрытиях только со стропильными конструкциями.
Размеры сечения надкрановой части колонн прямоугольного и двухветвевого вида унифицированы и составляют по высоте (в направлении пролета) 380 и 600 мм. При высоте сечения 380 мм возможна "нулевая" привязка колонн к крайней продольной разбивочной оси. При высоте сечения 600 мм необходимо применять привязку "250" или "500", так как в этом случае ось подкранового пути отстоит от разбивочной оси на 1000 мм и более.
Двухветвевые железобетонные колонны по сравнению с колоннами прямоугольного сечения более трудоемки при изготовлении, транспортировке и монтаже. Вследствие этого их применение ограничивают, вместо них рациональнее применять стальные колонны.
В целях снижения массы колонн и более экономного расхода материалов разработаны типовые колонны кольцевого сечения, изготавливаемые методом центрифугирования (рис. IV, г). Такие колонны могут быть использованы в зданиях с неагрессивной средой без мостовых кранов или с ними грузоподъемностью до 32 т. Диаметры сечения колонн в зависимости от нагрузки и длины
колонны, сетки колонн и грузоподъемности кранов составляют от 300 до 1000 мм (через 100 мм) при толщине стенок от 50 до 120 мм. На изготовление таких колонн требуется почти в 2 раза меньше бетона и на 20-30% стали.
Ключевые слова:
-колонны постоянного сечения
-колонны прямоугольного сечения
-колонны двухветвевые
- колонны кольцевого сечения
-оголовок колонны
- закладные детали
V. Стальные колонны одноэтажных промзданий.
Стальные каркасы одноэтажных зданий по конструктивным схемам решают аналогично железобетонным. В зависимости от габаритов здания, наличия и вида подъемно-транспортных средств и конструкций покрытия применяют колонны сплошного и сквозного типов с постоянным или переменным по высоте сечением (рис. V).
Колонны сплошного постоянного сечения (рис. V, а) используют в зданиях без мостовых кранов высотой до 8,4 м. Их выполняют из двутавров с параллельными гранями.
В зависимости от шага колонны крайних рядов рассчитаны на привязку "О" (при шаге 6 м) и "250" (при шаге 12 м). Базы колонн имеют опорные плиты, которые заделывают в фундамент на отметке -0.300. Верх колонн (оголовок) решают в зависимости от способа соединения со стропильными конструкциями. При шарнирной схеме соединения на строганые торцы колонны приваривают опорную плиту, которая через опорное ребро воспринимает нагрузку от покрытия (см. рис. V, д).
В зданиях без опорных мостовых кранов высотой от 9,6 до 18м применяют колонны сквозного двухветвевого сечения с двухплоскостной безраскосной решеткой (рис. V ,б). Расстояние между ветвями (ширина колонн) принято единым для средних и крайних колонн - 800 мм. Колонны рассчитаны на привязку к продольным разбивочным осям - 250 мм. Ветви колонн имеют самостоятельные базы, которые с помощью анкерных болтов крепятся к фундаментам.
Для зданий высотой от 8,4 до 9,6 м, оборудованных мостовыми опорными кранами грузоподъемностью до 20 т, разработаны колонны сплошного постоянного сечения, а для зданий с кранами до 50 т и высотой от 10,8 до 18 м - двухветвевые колонны (рис. V, в, г). Двухветвевые колонны могут быть использованы в зданиях пролетами 18, 24, 30 и 36 м с шагом колонн по крайним и средним рядам 12 м. Их выполняют ступенчатыми с нижней решетчатой и верхней сплошной частями. Подкрановая решетчатая часть состоит из двух ветвей: наружной, выполняемой, как правило, из прокатных и гнутых швеллеров, и подкрановой - из широкополочных двутавров. Решетку подкрановой части выполняют двухплоскостной из прокатных уголков.
При использовании в зданиях кранов грузоподъемностью более 50 т, а также при их двухъярусном расположении или на случай предполагаемого расширения производства применяют колонны раздельного типа (рис. V, д). В таких колоннах подкрановая ветвь может быть усилена, например, при необходимости увеличения грузоподъемности крана, а внешняя - использована для расширения цеха.
Рис. V.Основные типы стальных колонн:
а - сплошного постоянного сечения для зданий без мостовых кранов; б - то же, двухветвевого сечения; в - сплошного сечения для зданий, оборудованных мостовыми кранами; г - то же, двухветвевого переменного сечения; д - то же, раздельного типа переменного сечения
Стальные колонны могут применяться в районах с расчетной температурой наружного воздуха до -40 °С для отапливаемых зданий и до -30°С для неотапливаемых зданий, возводимых в I—IV ветровых и снеговых районах.
Ключевые слова:
-колонны сплошного и сквозного типа
-колонны с постоянным , переменным и двухветвевым сечением
VI. Колонны железобетонного и стального фахверков
В одноэтажных зданиях помимо основного каркаса применяют и дополнительный — фахверк — каркас стен. Он устанавливается в плоскостях торцевых и продольных стен. Необходимость в фахверке диктуется большими расстояниями между стойками основного каркаса в продольных стенах, при их шаге свыше 6...9 м, а также и в торцевых стенах. На этих участках стен колонны фахверка придают стенам устойчивость, обеспечивают навеску панелей или ригелей обшивных стен, воспринимают и передают на основной каркас все действующие на стены нагрузки.
Колонны фахверка чаще всего устанавливают с шагом 6 м, но также и на других расстояниях, увязанных с проемами окон, ворот и т. п. Верхняя часть колонн закрепляется в уровне перекрытия гибкими связями (рис. XII.6, 2)-соединительными элементами, работающими совместно с соединяемыми конструкциями в одном направлении (в данном случае — горизонтальном) и допускающие нестеснённую деформацию (перемещение) в другом (например, в вертикальном).
Колонны фахверка устанавливаются на собственных фундаментах. При необходимости устройства больших проемов в уровне первого этажа стойки фахверка устанавливают на ригели, размещаемые в плоскости стен и опирающиеся на основной каркас. Ригели фахверка устраивают в случаях навески мелкоразмерных стеновых изделий (асбестоцементных листов, профилированного настила и т. п.).
Основными параметрами, определяющими область использования и конструкцию колонн фахверка, являются высота здания Н и вид несущих конструкций покрытия.
Конструкции стальных колонн фахверка как готовых изделий стр166
Рис.VI Типы фахверковых колонн:
|
а — железобетонные торцевого фахверка; б— стальные колонны продольного фахверка; в — стальные колонны высокого торцевого фахверка;
1 -железобетонная колонна торцевого фахверка; 2 — соединительные элементы (гибкие связи); 3 — покрытие; 4 — стропильная конструкция; 5 — панели стены; 6 — стальная пластина; 7 — стальная колонна фахверка; 8 — ось распорки или вертикальной связи колонн фахверка; 9 — монтажная прокладка; 10 — соединительный элемент; И — высокая решетчатая стальная колонна; 12 - горизонтальные ветровые связи; 13 — площадка
VII. Обвязочные балки. Перемычки.
Обвязочные балки служат для опирания кирпичных и мелкоблочных стен в местах перепада высот смежных пролетов, а также для повышения прочности и устойчивости высоких самонесущих стен. В последнем случае расстояние между балками по высоте определяют расчетом в зависимости от высоты, толщины и материала стены, наличия в
стене проемов и их размеров. Стены второго и последующего ярусов -
навесные (нагрузки от них передаются на колонны, тогда как первый
ярус стены, опирающийся на фундаментную балку, является самонесущим. Обвязочные балки обычно располагают надоконными проемами, и они выполняют функции перемычек. Такие балки имеют прямоугольное сечение со стороной 585мм, ширина их 200, 250 и 380 мм, длина 5950мм.
Изготавливают обвязочные балки из бетона В15 и армируют сварными
каркасами с рабочей арматурой из стали класса А-Ш. Балки укладывают
на стальные опорные столики-консоли со скрытым ребром жесткости и
крепят к колоннам стальными планками (рис VII -1)
Рис. VII -1 Обвязочные балки и крепление их к колоннам:
/ - стальной опорный столик;
2 - стальная планка;
3 - сварка
Перемычки предназначены для укладки над оконными проемами несущих и самонесущих каменных стен промышленных зданий. Перемычки разработаны для стен из кирпича и из бетонных камней при ширине проемов 3 и 4,5м.
Перемычки (рис ?) могут иметь прямоугольное сечение (типа I) или сечение с полочкой (типа I I). Перемычки типа I I всегда располагаются полочкой наружу. Длина опирания перемычек на кладку простенков принята 250мм, так что стр111
длина перемычки во всех случаях на 0,5 м больше ширины проема.
Перемычки армируются плоскими сварными каркасами. Снизу в перемычках предусмотрены закладные стальные детали или деревянные пробки для крепления заполнения оконных проемов.
Маркировка и основные показатели перемычек,
отличающихся геометрическими размерами,
приведены в табл..
T | Л Б Л | И Ц А | 11.13. | МАРКИРОВКА И | ОСНОВНЫЕ | |||||
| ПОКАЗАТЕЛИ | ПЕРЕМЫЧЕК | ||||||||
| Толщина | Размеры, | Расход | |||||||
| с тень | , мм | ЕЯ | мм | материалов | |||||
| ||||||||||
m
| CL | S | ||||||||
БП1- | 190 | I | 200 | 0,2 | 15 | 0,5 | ||||
БП2- | 3000 | 250 | — | I | 3500 | 250 | 0,25 | 15 | 0,6 | |
5ПЗ- | 380 | 390 | II | 250 | 0,32 | 21 | 0,8 | |||
БП4- | 510 | 490 | II | 380 | 0,45 | 25 | 1,1 | |||
БП5- | 190 | I | 200 | 0,29 | 37 | 0,7 | ||||
БП6- | ac.nni 250 | .— | I | 5000 | 250 | 0,36 | 37 | 0,9 | ||
БП7- | 380 | 390 | II | 250 | 0,45 | 53 | 1,1 | |||
БЛ8-1 | 510 | 490 | 11 | 380 | 0,64 | 68 | 1,6 |
Материалы. Перемычки изготовляются из бетона марки М 200. Основная рабочая арматура из горячекатаной стали периодического профиля класса A-III.
VIII. Подкрановые балки железобетонные и стальные.
Стальные подкрановые балкипо статической схеме подразделяют на разрезные и неразрезные. Преимущественно распространены разрезные балки, так как они просты по конструкции, менее чувствительны к осадкам опор, несложны в монтаже, но по сравнению с неразрезными имеют большую высоту и более металлоемки. Неразрезные балки сложнее монтировать и перевозить.
По сечению подкрановые балки подразделяют на сплошные и решетчатые. Балки сплошного сечения, устанавливаемые при шаге колонн 6 м и небольшой грузоподъемности кранов, изготавливают из прокатного двутавра с усилением верхнего пояса стальным листом или уголками (рис. VIII —1, а).
Рис. VIII —1. Стальная подкрановая балка:
а- сплошного сечения из прокатных двутавров с усилением верхних полок, б- то же, сварные; в - то же, клепаные; г - сквозного сечения; д - крепление балок к железобетонной колонне; е - то же, к стальной; ж- крепление рельса к балке крюками; 3-то же, лапками;
1-тормозная балка; 2-крепежная планка; 3- упорный уголок; 4- стальная фасонка; 5- подставка; 6- цементно-песчаный раствор; 7-опорное ребро; 8- рельс; 9-крюк; 10-стальная лапка
Для зданий или открытых крановых эстакад с размерами пролетов 18,
24, 30 и 36 м и с шагом колонн 6 и 12 м, оборудованных мостовыми
электрическими кранами грузоподъемностью от 5 до 50 т, применяют балки сплошного сечения в виде сварных двутавров (рис. VIII —1, б). Высота балок (на опоре) составляет от 700 до 1450 мм, ширина верхнего пояса - 320 и 400 мм, нижнего - 200 и 250 мм. Стенки балок усиливают поперечными ребрами жесткости, располатаемыми через 1,2 и 1,5 м. Подкрановые балки, предназначенные для кранов грузоподъемностью 50 т и более, выполняют клепанными из низколегированной стали (рис. VIII —1, в). Для восприятия горизонтальных усилии, возникающих при торможении кранов, предусматривают тормозные балки или фермы.
Решетчатые подкрановые балки в виде шпренгельных систем более экономичны по сравнению со сплошными, так как стали требуется на 20% меньше. Их можно устанавливать в зданиях с шагом колонн более 6м под краны среднего и легкого режимов работы (рис. VIII —1, г).
Подкрановые балки опирают на консоли колонн и крепят анкерными болтами и планками (рис. VIII —1, д, ё). Между собой балки соединяют болтами, пропущенными через опорные ребра. В уровне подкрановых путей при кранах тяжелого режима работы предусматривают площадки для сквозных проходов шириной не менее 0,5 м, ограждаемые по всей длине. В местах расположения колонн проходы устраивают сбоку колонн или через лазы в них.
Железобетонные подкрановые балки могут иметь тавровое или двутавровое сечение (рис. VIII —2, а, б). Первые предусматривают при шаге колонн 6 м, вторые - при шаге 12 м. Железобетонные подкрановые балки устанавливают под краны грузоподъемностью до 32 т.
Развитая по ширине полка балки служит для усиления сжатой зоны; она воспринимает поперечные горизонтальные крановые нагрузки, а также упрощает крепление крановых рельсов. Высота балок 800, 1000 и 1400 мм, ширина полок 550, 600 и 650 мм.
Для изготовления подкрановых балок применяют бетон класса В22,5-В40, сварные каркасы, а для нижнего пояса - преднапряженные стержни, пакеты струн или пряди из высокопрочной проволоки. В балках предусмотрены закладные элементы для крепления к колоннам (стальные пластины), для крепления рельсов и троллей (трубки).
К колоннам балки крепят сваркой закладных элементов и анкерными болтами (рис. VIII —2, в). Гайки анкерных болтов после выверки балок заваривают. Рельсы с подкрановыми балками соединяют парными стальными лапками, располагаемыми через 750 мм (рис. VIII —2, г). Для уменьшения динамических воздействий на балки и снижения шума движущихся кранов под рельсы укладывают упругие прокладки из прорезиненной ткани толщиной 8-10 мм.
Во избежание ударов мостовых кранов о колонны торцового фахверка здания на концах подкрановых путей устраивают стальные упоры с амортизаторами - буферами из деревянного бруса (рис. VIII —2, д).
Применение железобетонных подкрановых балок следует ограничивать. Это связано с их большой массой, сравнительно небольшим сроком службы, поскольку они испытывают динамические нагрузки, и сложностью рихтовки подкрановых путей.
Рис. VIII —2. Железобетонные подкрановые балки:
а -при шаге колонн 6 м; б - то же, 12 м; в - крепление балок к колоннам; г -крепление кранового рельса к балке; д - устройство упора для мостового крана;
1 - опорный стальной лист (160x12x500 мм); 2- анкерный болт; 3- стальная пластинка (100x12 мм); 4, 5 - закладные элементы колонны; 6- стальная лапка; 7-болт; 8- упругие прокладки толщиной 8 мм; 9- крановый рельс; /0-деревянный брус 200x280x360 мм; 11 - швеллер № 45 длиной 1228 мм; 12- стальная пластина 12x300x970 мм
Ключевые слова:
- разрезные и неразрезные стальные подкрановые балки
-сплошные и решетчатые стальные подкрановые балки
-тормозные балки или фермы
-тавровое или двутавровое сечение железобетонных подкрановых балок
-закладные элементы железобетонных подкрановых балок
IX. Стальные вертикальные связи по колоннам железобетонных и стальных каркасов.
Для повышения устойчивости одноэтажных зданий в продольном направлении предусматривают систему вертикальных и горизонтальных связей между колоннами каркаса и в покрытии.
Рис. IX -1. Связи между колоннами:
а -связи между железобетонными колоннами; б - то же, между стальными колоннами постоянного сечения; в - то же, при двухветвевых колоннах;
1 - связи истового типа; 2- то же, портального; 3- основные связи; 4- верхние связи
Вертикальные связи при железобетонных колоннах каркаса в зданиях без мостовых кранов и с подвесным транспортом устанавливают только при высоте помещений более 9,6м. их располагают в середине температурных блоков в каждом ряду колонн. При шаге колонн 6 м по верху всех колонн дополнительно устанавливают продольные распорки. В зданиях, оборудованных мостовыми кранами, связи устанавливают в подкрановой части. Связи по колоннам делают крестовыми и портальными (рис. IX -1, а). Выбор формы связей зависит от шага колонн, высоты от пола до головки подкранового рельса и вида напольного транспорта. Крестовые связи чаще всего применяют при шаге колонн 6 м, высоте до головки подкранового рельса до 10 м и малогабаритном напольном транспорте, а портальные - при шаге 6 и 12 м в более высоких зданиях с использованием крупногабаритного транспорта (автомобили, штабеллеры и т.п.).
Вертикальные связи по стальным колоннам каркаса предусматривают в каждом продольном ряду колонн в виде основных (подкрановые) и верхних (надкрановые). Основные связи устраивают в середине здания или температурного отсека, благодаря чему достигается свобода температурных перемещений конструкций в обе стороны, а также снижаются температурные напряжения в колоннах. Верхние связи устанавливают по краям температурного отсека, а также в тех панелях, где расположены вертикальные, поперечные и горизонтальные связи между ригелями покрытия (рис. IX -1, б).
Вертикальные связи между опорами железобетонных стропильных конструкций ставят только в покрытиях с плоской кровлей. В зданиях без подстропильных конструкций такие связи размещают в каждом ряду колонн, а с подстропильными конструкциями - только в крайних рядах колонн при шаге 6 м.
Между опорами ферм или балок вертикальные связи устанавливают не чаще чем через один шаг колонн. В местах отсутствия вертикальных связей ставят распорки, располагаемые поверху колонн (рис. IX -2, а).
Ключевые слова:
- крестовые и портальные вертикальные связи
- основные (подкрановые) и верхние (надкрановые) вертикальные связи
- распорки (тяжи)
Рис. IX -2. Связи в покрытиях при железобетонных стропильных конструкциях:
а - при шаге 6 м в бескрановых зданиях без подстропильных конструкций; б- то же, с подстропильными конструкциями; в - при шаге 12м в зданиях с мостовыми кранами;
1 - вертикальная связь по фермам; 2 - распорка; 3 - горизонтальная распорка по подстропильным фермам; 4 - горизонтальная ферма в торцах; 5 -связь по колоннам
X. Общие сведения о конструктивных элементах покрытий
одноэтажных промзданий.
Все конструктивные системы покрытия можно рассматривать с двух позиций, которые имеют особое влияние на архитектурный облик всего сооружения. Во-первых, с позиции работы конструкции в одном, двух или нескольких направлениях одновременно и тогда мы их делим на плоскостные и пространственные. Во-вторых, с позиции отсутствия или наличия распора в конструкции и тогда мы имеем дело с безраспорными и распорными конструкциями.
П лоскостныминазывают конструкции, работающие только в одной вертикальной плоскости, проходящей через опоры; к ним относятся балки, фермы, рамы, арки (рис. X-1); к ним следует отнести и те конструкции, которые можно разрезать вертикальными плоскостями вдоль пролета на отдельные элементы, причем каждый элемент независимо от другого будет тоже работать, как плоскостной. К примеру, разрезанная по длине вертикальными плоскостями вдоль пролета двусторонне опертая плита будет работать как ряд отдельных балок (по балочной схеме), а аналогично разрезанный свод, как ряд автономных арок.
В отличие от плоскостных пространственныепокрытия работают одновременно в двух или нескольких направлениях. К ним относятся: перекрестные системы, оболочки, складки, висячие покрытия, пневматические конструкции и др. (рис. X-2)
У распорных конструкций под влиянием собственной массы и внешних вертикальных нагрузок возникают на опорах помимо вертикальных еще и горизонтальные составляющие реакций, именуемые распором. Безраспорными конструкциями называются такие, у которых горизонтальные составляющие опорных реакций отсутствуют.
Классификация конструкций покрытий
Безраспорные | Плоскостные | Пространственные |
Плиты Балки Фермы Пневмобал-ки | Плиты, опертые по контуру Перекрестно-ребристые Перекрестно-стержневые | |
Распорные | Своды Арки Рамы Пневмоарки | Оболочки Складки Висячие покрытия Воздухоопорные оболочки |
В таблице «Классификация конструкций покрытий» перечислены основные плоскостные и пространственные системы с делением их на безраспорные и распорные.
Материалы, из которых изготовляют современные конструкции покрытия: бетон, сталь, дерево — для небольших сравнительно пролетов и особенно в районах, богатых лесом; алюминиевые сплавы — для конструк ций специального назначения.
Рис. X-1 Безраспорные конструкции покрытий:
а – перекрестно – ребристое покрытие
б – арочная бескаркасная ферма
|
Рис. X-2 Распорные конструкции покрытий:
а – рама бесшарнирная
б – двухшарнирная
в – трехшарнирная
г – висячая сборная оболочка
с опорой в центре
Ключевые слова:
- плоскостные конструкции
-пространственные конструкции
- безраспорными конструкции
- распорными конструкции
XI. Железобетонные балки скатных, малоуклонных и плоских покрытий.
Стальные балки.
Балки и фермы представляют собой основные виды безраспорных плоскостных конструкций.
Балки являются наиболее простыми несущими конструкциями и эффективно используются для достижения перекрываемого ими пролета определенной величины. Для железобетона этот предельный рациональный пролет составляет примерно 18 м, для металлических— 15 м, для деревянных—12 м. Если пролет превышает указанные величины, целесообразно перейти на использование ферм.
Следует заметить, что минимальная высота балок и ферм при современных высокопрочных строительных материалах ограничивается не столько несущей способностью конструкции, сколько ее допускаемыми прогибами под максимальными нагрузками. Поэтому произвольное уменьшение высоты конструкции, относительно того, что применяется на практике, без дополнительных расчетов недопустимо.
Железобетонные балки заводского изготовления для пролетов 12, 15, 18 м получили наибольшее распространение благодаря экономному расходу металла, простоте монтажа и соответствия таких балок противопожарным нормам. Разработано несколько типов балок для горизонтальных и скатных с небольшим уклоном (до 1 :5) покрытий . Балки пролетами 6 и 9м предназначаются для покрытий зданий с плоской кровлей, с подвесным подъемно-транспортным оборудованием и без него. Сечение таких балок принимается прямоугольным (при L<12 м), тавровым или двутавровым (при L≥12 м ) (рис. XI-1). В последнее время разработаны типовые двускатные балки (балки с параллельными поясами), которые при пролетах 12 и 18м во всех своих частях имеют одну ширину, что упрощает их изготовление . Уменьшение массы таких балок достигнуто устройством в них сквозных отверстий, чем они приближаются к типу безраскосых ферм. Для покрытия зданий пролетом 12м со скатной или плоской кровлей применяют балки с параллельными поясами(рисXI-1,а). Они используются при шаге колонн 6м и допускают устройство фонарей шириной 6м. Опорная часть балок позволяет устанавливать балки горизонтально или с уклоном (1:20). При уклонном варианте колонны, на которые опираются балки, должны иметь разную высоту, обеспечивающую требуемый уклон.
Стальные балки, используемые в покрытии, имеют обычно двутавровое сечение из прокатных профилей или для пролетов выше 12 м сварными из листа. Высоту сварных балок принимают 1/10…1/12 пролета, ширину полок 1/з…1/5 высоты, толщину вертикальной стенки 1/100...1/140 той же высоты, но не менее 8 мм. В балках длиной более 6 м устраивают ребра жесткости через каждые 1,5...2 высоты балки, располагая их под ребрами настила, укладываемого на балку (рис. XI-2).
РисXI-1. Железобетонные балки:
а — односкатная; б, в — двухскатные: г — горизонтальная; / — анкерный болт; 2 — закладные детали балки; 3—металлическая пластика для крепления балки к опоре болтами
Рис. XI-2. Составная металлическая двутавровая балка: 1- верхний пояс двутавровой балки; 2 — нижний пояс; 3— вертикальная стенка балки; 4 — уголки жесткости над опорой; 5 — ребра жесткости в пролете; 6 — места сварки элементов пояса и стен ки; 7 — возможное усиление пояса из полосовой стали
Ключевые слова:
-сечения железобетонных балок прямоугольное
тавровое
двутавровое
-односкатная, двускатная и горизонтальная балки
-сварные балки
-ребра настила
XIII. Железобетонные стропильные фермы.
Стропильные конструкции чаще всего выполняют в виде балок и ферм
Фермыпо сравнению с балками обладают лучшими технико-экономическими показателями: меньшей массой, возможностями использования межферменного пространства. Фермы из сборного железобетона эффективны для перекрытия пролетов 18 и 24 м.
Эффективность сборных железобетонных ферм пролетом более 24 м (и даже 24 м) практикой не подтверждается. При таких пролетах эффективнее стальные фермы.
В зависимости от очертания стропильные фермы подразделяют на сегментные, безраскосные, с параллельными поясами, полигональные и треугольные (рис. XIII, а-д). Сегментные раскосные фермы предназначены для покрытий зданий с неагрессивной средой, а также со слабо- и среднеагрессивными газовыми средами (за исключением ферм с прядевой арматурой диаметром 9 мм).
Их можно устанавливать с шагом 6 и 12 м на железобетонные колонны или подстропильные фермы. К ним можно подвешивать краны грузоподъемностью от 1 до 5 т. Очертание верхнего пояса позволяет использовать для покрытия плиты шириной 3 м (основной вариант) и 1,5 м (при шаге ферм 6 м).
Безраскосные фермы можно применять с шагом 6 и 12 м для покрытий со скатной и малоуклонной кровлями. К ним предусмотрена подвеска кранов грузоподъемностью 1-5 т. Фермы для малоуклонных кровель (3,3%) имеют дополнительные стойки над верхним поясом, которые 1 служат опорами для плит размерами 3x6 и 3x12 м.
Применение безраскосных ферм по сравнению с сегментными позволяет лучше использовать межферменное пространство. Кроме того, они более просты в изготовлении, их можно эксплуатировать в зданиях с агрессивной средой.
Фермы с параллельными поясами и полигональные используют реже, так как они имеют большую высоту на опоре, из-за чего увеличивается высота стен и неполезный объем здания, а также возникает необходимость в дополнительных связях в покрытии. I
Для устройства покрытий в неотапливаемых зданиях применяют треугольные фермы под кровлю из асбестоцементных или металлических профилированных листов. |
Фермы изготавливают из бетонов классов В30-В45 с напрягаемой арматурой нижних поясов (стержневой, проволочной или прядевой). В местах крепления к колоннам или подстропильным фермам, опирания плит покрытия, стоек фонарей и путей подвесного транспорта в фермах предусматриваются закладные детали.
Рис. XIII Железобетонные фермы:
а - сегментные; б - безраскосные; в - с параллельными поясами; г - полигональные; д - треугольные; е - подстропильные для малоуклонных кровель; ж - то же, для скатных кровель (в установленном положении)
Ключевые слова:
-сегментные фермы
- безраскосные фермы
- фермы с параллельными поясами
-полигональные фермы
-треугольные фермы
XIV. Стальные стропильные и подстропильные фермы. Связи по фермы.
В зависимости от размера перекрываемого пролета, конструкции кровли, состояния воздушной среды в здании и климата местности стальные фермы изготавливают с параллельными поясами, полигональными и треугольными (рис. XIV—1).
Фермы с параллельными поясами применяют для плоских и малоуклонных кровель (1,5%) в отапливаемых зданиях. Полигональные фермы с уклоном верхнего пояса 1 : 8 применяют для скатных покрытий из рулонной кровли, а треугольные с уклоном верхнего пояса 1 : 3,5 - для однопролетных, неотапливаемых зданий с наружным водостоком под кровлю из асбестоцементных или стальных листов.
a) i=1,5% б) i=1:8
Рис. XI-15. Стальные стропильные фермы:
а - фермы с параллельными поясами; б - полигональная; в - треугольная; г - с параллельными поясами из круглых труб; д - узлы ферм с параллельными поясами из уголков; е - то же, с поясами из широкополочных двутавров; ж - то же, из гнутосварных профилей прямоугольного сечения; з - то же, из круглых труб
Унифицированные стальные фермы изготавливают пролетами от 18 до 36 м. Фермы длиной до 18 м изготавливают цельными, а более 18 м - из двух или трех отправочных единиц, в связи с чем в местах устройства монтажного стыка устанавливают дополнительный вертикальный элемент.
Пояса и решетки ферм выполняют из спаренных прокатных уголков, широкополочных тавров и двутавров, замкнутых гнутосварных профилей прямоугольного сечения и из круглых труб. Два последних варианта ферм наиболее эффективны для пролетов от 18 до 30 м.
Благодаря бесфасонному соединению в узлах, в них достигается экономия стали и уменьшается объем сварных работ. Они более стойки против коррозии (рис. XIV—1, е, ж). Их целесообразно применять при облегченных ограждающих конструкциях покрытий по прогонам или с непосредственным опиранием профилированного настила на верхние пояса. По сравнению с фермами из уголков (рис. XIV—1, д) фермы с поясами из двутавров имеют меньшие размеры и количество фасонок, что тоже позволяет уменьшить массу на 10-15%.
Покрытия со стальными фермами можно применять в зданиях, оборудованных мостовыми кранами грузоподъемностью до 50 т или подвесными кранами грузоподъемностью до 5 т. Фермы рассчитаны на установку световых и аэрационных фонарей всех типов.
Шаг стропильных ферм зависит от ограждающей конструкции покрытия и может составлять от 3 до 12 м.
Для стропильных ферм из прокатных уголков проектируют подстропильные фермы с параллельными поясами длиной от 12 до 24 м. Высота ферм составляет 3130 мм, они имеют опорную стойку из двутавра, в нижней части которой предусмотрен столик для опирания стропильных ферм. Для стропильных ферм из труб и из широкополочных двутавров применяют треугольные подстропильные фермы длиной 12 м (рис. XIV—2, б). Высота подстропильных ферм из труб - 2830, из двутавров - 3000 мм.
По средним рядам колонн крайние подстропильные фермы в каждом температурном блоке связывают с верхними поясами стропильных ферм горизонтальными распорками. В покрытиях при шаге колонн крайних и средних рядов 12 м предусматривают горизонтальные связевые фермы, размещая их в уровне нижнего пояса стропил по торцам температурных блоков в каждом пролете В зданиях с мостовыми кранами тяжелого режима или при технологическом оборудовании, вызывающем колебания каркаса, в середине каждого пролета ставят распорки (тяжи) и вертикальные связи по нижнему поясу стропильных конструкций. Роль горизонтальных связей в верхних поясах ферм или балок выполняют крупноразмерные панели покрытия.
Вертикальные и горизонтальные связи покрытия изготавливают из уголков, швеллеров и труб и крепят к железобетонным конструкциям болтами и сваркой.
В пролетах с фонарями, в торцах фонарных проемов, устанавливают горизонтальные крестовые связи. В пределах длины фонарного проема по коньку ферм, устанавливают распорки.
Рис. XIV—2. Стальные подстропильные фермы:
а - для стропильных ферм из горячекатаных уголков; б - для ферм из широкополочных двутавров и труб; в - то же, из гнутосварных профилей прямоугольного сечения; г - конструкция покрытия с применением стропильной и подстропильной ферм и железобетонных плит покрытия (фрагмент); 1-колонна; 2-стропильная ферма; 3 - подстропильная ферма; 4 - плита покрытия; 5 - надопорная стойка (двутавр № 40)
В покрытиях зданий со стальным каркасом предусматривают горизонтальные связи в плоскостях верхних и нижних поясов стропильных ферм а также вертикальные связи между фермами.
На рис. XIV-3 рассмотрены типы связей, устанавливаемых в покрытии при уклоне верхнего пояса 1,5% с ограждением из железобетонных плит. Связи по верхним поясам стропильных ферм состоят из распорок, раскосов и растяжек, монтируемых в пределах фонарного проема.
По нижним поясам стропильных ферм (рис. XIV-3, б) в систему связей входят: поперечные горизонтальные связевые фермы, размещаемые в торцах температурного отсека здания (при длине отсека более 96 м устанавливают также промежуточные связевые фермы через 42-60 м); продольные горизонтальные связевые фермы, размещаемые в одно-, двух- и трехпролетных зданиях только вдоль крайних рядов колонн, а в зданиях с числом пролетов более трех - также и вдоль средних рядов колонн через 2-3 пролета (в зависимости от режима работы); распорки и растяжки.
Вертикальные связи располагают вдоль стоек стропильных и фонарных ферм с интервалом 6-12 м. Ставят их по нижним поясам стропильных ферм в местах размещения поперечных горизонтальных связей.
Рис. XIV-3. Связи в покрытии со стальными фермами: а - по верхним поясам стропильных ферм; б- то же, по нижним; 1 - распорю 2- растяжки; 3- раскосы; 4- вертикальные связи; 5-стропильные фермы; 6- связевые фермы
Ключевые слова:
-фермы с параллельными поясами
-фермаполигональная
- треугольная ферма
- ферма с параллельными поясами
- гнутосварные профили
-бесфасонное соединение
- связевые фермы
XV. Распорные плоскостные конструкции
К основным распорным конструкциям относятся рамы и арки. Рамы могут быть разнообразного очертания как с одним пролетом, так и со многими. Чем сложнее рама, тем большему числу ограничительных условий она должна удовлетворять, например в отношении надежности фундаментов, распределения нагрузок и т. п. Поэтому чаще всего в практике строительства применяют однопролетные рамы П-образного очертания. Из однопролетных рам, комбинируя их с балками, можно получить конструкции разнообразных очертаний с разным числом пролетов.
Арки чаще всего проектируются кругового очертания, так как такие арки выполняются просто как в монолитном, так и в сборном варианте. Однако ось арки может быть очерчена и в виде других плавных кривых, например параболы и эллипса, а также кривых, состоящих из отрезков окружностей разных радиусов.
Рамы и арки могут быть бесшарнирными с жесткой заделкой опор, двухшарнирными (с шарнирным опиранием на фундамент) и трехшарнирными, у которых помимо двух шарниров на опорах есть еще один, который обычно располагают посередине пролета (рис. XV -1).
Рис. XV -1. Схемы рам и арок:
а — рама бесшарнирная; б — двухшарнирная; в — трехшарнирная; г — арка бесшарнирная; д — двухшарнирная; е — трехшарнирная; L — пролет; δδ — высота сечения рам и арок; δ1, δ2 — высота сечений вблизи щарниров
Бесшарнирные рамы и арки особенно чувствительны к неравномерным осадкам опор, поэтому их проектируют только на надежных основаниях, не допускающих таких осадков. В то же время среди распорных конструкций бесшарнирные рамы и арки наиболее экономичны по расходу материала; величина распора, т. е. горизонтальная составляющая реакции, в бесшарнирных наименьшая по сравнению с другими. Вместе с тем двухшарнирные рамы и арки менее чувствительны к небольшим осадкам грунта, чем бесшарнирные. Трехшарнирные рамы и арки еще менее чувствительны к неравномерным осадкам, зато распор у них еще больше, чем у двухшарнирных, и тем более бесшарнирных. Важное преимущество трехшарнирных арок и рам заключается в том, что их можно заранее изготавливать из двух одинаковых частей и монтировать простым соединением в шарнирах.
Что касается очертаний П-образных рам и круговых арок, то при рациональном распределении в этих конструкциях материала они имеют одинаковые формы сечения в пролетах и у опор только в бесшарнирных вариантах. При наличии шарниров высота сечения их у шарниров уменьшается в 2...3 раза. На рис. XV -1наглядно показаны очертания рам и арок в зависимости от наличия шарниров, а в прилагаемой таблице даются примерные высоты сечений этих конструкций относительно пролета. Ширина сечений у железобетонных рам и арок принимается обычно в пределах ½…1/4 его высоты.
Распорные конструкции требуют выполнения особого вида фундаментов, это вытекает из известного требования к фундаментам, по которому равнодействующая опорных реакций не должна выходить за пределы средней трети подошвы фундамента. В случае значительного распора подошве придается уклон, близкий к нормали на равнодействующую, что предупреждает возможность сдвига фундамента под воздействием этого распора.
Все плоскостные распорные конструкции обладают достаточной жесткостью в своей плоскости. Но в другом направлении — из плоскости — такой жесткостью они не обладают. В этом направлении пространственная жесткость системы в целом обеспечивается теми же способами, которые применяют в стоечно-связевой системе, т. е. включением связей или стенок жесткости в каждом продольном ряду вертикальных опор. В арочном покрытии этого же результата можно достигнуть замоноличиванием плит покрытия криволинейного очертания.
Для уменьшения изгибающих моментов в рамах, т.е. уменьшения высоты их сечения, применяют консольные выносы, расположенные в продолжении ригелей и загруженные соответствующим образом. Таким решением можно почти полностью избавиться от распора, т. е. проектировать фундаменты как под обычную безраспорную конструкцию (рис. XV -2,а). Безраспорности арки можно полностью достигнуть, соединив ее опоры металлической затяжкой, которую обычно располагают под уровнем пола (рис. XV -2,,б). Такие безраспорные арки с затяжками можно устанавливать на колонны и стены подобно балкам или фермам. При проектировании многопролетных рам их удобно комбинировать с балочными вставками, опертыми на консольные выносы П-образных рам. На том же рисунке схематически показаны примеры решения опорных шарниров, применяемых в распорных конструкциях
Примерная высота сечений рам и | арок | ||||||
Вид конструкции | Рама | Арка | |||||
Отношение высоты сечения к пролету | Lib | Lfbx | LI62 | Lib | L/Ь, | ||
Количество шарниров | бесшарнирная | 30 | — | — | 40 | — | — |
двухшар-нирная | 25 | 50 | — | 35 | 70 | — | |
трехшар-нирная | 20 | 40 | 40 | 30 | 60 | 60 |
Рис. XV -2. Примеры рам и арок и их детали:
а — рама с выносными консолями; б — арка с затяжкой под уровнем земли; в — трехшарнирная рама со сплошной металлической стенкой; г—ж — шарнирные опоры (г — железобетонной рамы; д — металлической рамы с плитным шарниром; е — опора с сегментным опиранием; ж —с металлическим цилиндром); 1—-шарнирная опора; 2 — затяжка; 3 — шарнирная заделка затяжки; 4 — средний шарнир трехшарнирной рамы; 5 — свинцовая прокладка
Ключевые слова:
- однопролетные рамы П-образного сечения
- бесшарнирные, двухшарнирные и трехшарнирные рамы
- бесшарнирные, двухшарнирные и трехшарнирные арки
- арки кругового очертания
- распорная и безраспорная конструкции
XVI. Перекрестные системы покрытий общественных и промышленных зданий.
Перекрестные системы покрытия состоят из несущих линейных элементов, пересекающихся в плане под углом 90 или 60°. При этом если конструкция состоит из несущих элементов, расположенных параллельно сторонам квадрата или прямоугольника, и составляет сетку из квадратных ячеек, то такая конструкция называется ортогональной. Если та же квадратная сетка расположена к контурам покрытия под углом 45°, то такая конструкция называется диагональной. Сетку с треугольной формой ячеек, стороны которых параллельны сторонам контура покрытия, называют треугольной.
Наличие несущих пересекающихся элементов позволяет нагрузку на покрытие передавать на опоры не в одной вертикальной плоскости, как в плоскостных конструкциях, а сразу в двух и даже в трех вертикальных плоскостях, это уменьшает величину усилий и прогибов в такой конструкции, что позволяет уменьшить ее конструктивную высоту до 1/15…1/25 пролета в зависимости от нагрузок и формы в плане покрытия.
|
у | л | 2 | У | 1 | у | f | Z. | ||||||||||||||||||||||||||||||
3- | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
1/3 | l/з | l/з |
| L | L, | L | L | ||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
| * |
|
|
Наиболее рационально перекрестная система может быть использована в покрытии, имеющем в плане форму квадрата, равнобедренного треугольника, круга или многоугольника, вписанного в круг (рис. XVI-1, а—е). Если пролеты несущих элементов в одном и другом направлении различаются более чем на 20%, то применение перекрестной системы становится нерациональным. Между тем на прямоугольном плане при отношении сторон более чем 1/2 можно также применить перекрестные несущие элементы, расположив их не ортогонально, а диагонально, т. е. под углом в 45° к сторонам контура (рис. XVI-1,ж).
Рис. XVI-1 Перекрестные системы покрытий:
а—ж — схемы церекрестных систем; и—л — положение опор под перекрестной системой; L — пролет конструкции; L1 — вылет консоли;1 — опоры; 2 — окаймляющий несущий элемент (балка или ферма)
Опирание перекрестных систем может выполняться по всему контуру, на отдельные его части или на колонны, при опирании перекрестного покрытия только на угловые колонны его контурные элементы будут работать как простые балки или фермы, принимая всю нагрузку от находящегося внутри контура. И для того, чтобы в этом случае все покрытие было одной высоты, следует контурные несущие элементы подпереть хотя бы еще одной-двумя дополнительными опорами (рис. XVI-1,и).
Перекрестные системы допускают устройство консольных свесов, которые, впрочем, не должны превосходить 1/4 основного пролета (расстояния между угловыми колоннами).
|
Перекрестные системы покрытия допускают устройство дополнительных опор и внутри плана покрытия, что существенно сокращает пролеты и соответственно конструктивную высоту покрытия (рис. XVI-1,л).
Материалом для изготовления перекрестных систем служит в основном металл и железобетон. По своим конструктивным схемам эти системы делятся на перекрестно-ребристые и перекрестно-стержневые.
Рис.XVI-2. Перекрестно-ребристые и перекрестно-стержцевые системы покрытий:
а — перекрестно-ребристые покрытия; б — коробчатый элемент сборного перекрестно-ребристого покрытия и деталь соединения таких элементов; в — способ сборки перекрест- но-ребристой конструкции из плоских элементов; г — укруп- ненный сборный элемент того же покрытия; д — перекрест- но-стержневые покрытия; е — варианты опирания и типы опор перекрестно-стержневого покры- тия; / — коробчатый элемент;
2 — арматура, закладываемая в швы между железобетонными коробчатыми элементами;
3 — сборный элемент размером 2а;
4—опора перекрестно-стержневой системы;
5 —стержень;
6 — коннектор
Перекрестно-ребристые конструкции изготавливаются в основном из железобетона, в некоторых случаях из металла и даже из дерева. Перекрестно-ребристые железобетонные покрытия могут быть выполнены и в монолите, однако такое решение невыгодно. Более прогрессивным и экономически целесообразным является монтаж ребристого покрытия из сборных коробчатых элементов (рис. XVI-2, а, б).
Коробчатые элементы представляют собой ящики с дном, повернутым кверху, которые монтируются непосредственно на лесах. При небольших пролетах (до 24 м) они могут быть смонтированы также и на земле, а затем кранами подняты в проектное положение. По нижней кромке эти ящики имеют выступ, которым примыкают друг к другу, оставляя между стенками зазор в 10... 15 см, куда закладывается соединяющая их арматура. После заполнения зазоров высокопрочным бетоном и его отвердения конструкция превращается в жестко замоноличенное перекрестно-ребристое покрытие.
Перекрестно-ребристое покрытие может быть создано монтажом отрезков ребер длиной в две ячейки. При этом каждый отрезок ребра крепится к двум, перпендикулярно стоящим к ним ребрам на половине длины (может выполняться из железобетона, элементов металлической фермы или деревянных щитовых элементов (рис. XVI-2, в).
Перекрестно-стержневые системы изготовляются исключительно из металла, из элементов в виде труб или проката. Трубчатые конструкции проще в монтаже, так как могут быть смонтированы простым ввинчиванием оголовников с нарезкой в многогранный узловой элемент( элементы из проката соединяются через фасонки на болтах или на сварке).
В плане перекрестно-стержневое покрытие представляется двумя сетками с квадратными или треугольными ячейками, из которых нижняя сетка сдвинута относительно верхней на половину ячейки внутрь пролета (рис XVI-2). Узлы верхней и нижней сеток соединяются между собой наклонными диагональными элементами— раскосами. В целях лучшего распределения опорных усилий в конструкции над точечной опорой предусматривается капитель из четырех наклонных раскосов или из перекрещивающихся прокатных балок.
Кровля над перекрестно-стержневым покрытием выполняется обычно из легких материалов, с применением профилированного настила, щитов с деревянным или металлическим обрамлением и т. д. Опирание кровельных щитов на конструкцию производится только над узлами на пластинки со стержнем, ввинченным в многогранный узловой элемент, так называемый коннектор. Опирание настила производится на швеллеры, прикрепленные к коннектору.
Жесткость остова, несущего перекрестное покрытие, можно решить двумя способами: обеспечением устойчивости самих колонн или внесением в систему опор стенок жесткости, (т. е. по связевой схеме). Стенки эти должны быть ориентированы соответственно с направлениями сторон ячеек перекрестного покрытия. Их протяженность может быть
ограничена 2...3м.
|
Ключевые слова:
- ортогональная, диагональная и треугольная конструкции
- перекрестное покрытие
- контурные несущие элементы
- перекрестно-ребристая система
- коробчатые элементы
- перекрестно-стержневая система
- трубчатая конструкция
- раскос
- коннектор
XVII. Тонкостенные пространственные конструкции покрытий
общественных и промышленных зданий.
Тонкостеннымипространственными конструкциями называют такие конструкции, пространственная форма которых обеспечивает их жесткость и устойчивость, что позволяет их толщину доводить до минимальных размеров. К ним относят оболочки и складки. Оболочками - геометрические тела, ограниченные криволинейными поверхностями, расстояния между которыми малы по сравнению с другими их размерами. Складки же состоят из плоских тонкостенных плит, жестко соединенных между собой под некоторым углом.
Формы разных видов оболочек различаются гауссовой кривизной, которая представляет собой произведение двух взаимно нормальных кривизн p1 и р2 рассматриваемой оболочки. Кривизнойр называется величина, обратная радиусу кривизны R: p—1/R. При отрицательном знаке оболочки двоякой кривизны имеют прогибы в разные стороны; при положительном — в одну.
Различаются оболочки и по способу их геометрического формообразования: способ переносаи способ вращения. Способ переноса заключается в переносе образующей линии, прямолинейной или криволинейной, вдоль направляющей Линии, лежащей в плоскости, перпендикулярной плоскости образующей. Другой способ состоит из вращения образующей вокруг некоторой оси, лежащей в ее плоскости. При этом некоторые поверхности, как, например, цилиндрическая круговая поверхность и поверхность гиперболического параболоида (гипара), могут формироваться как по способу переноса, так и по способу вращения (рис. XVII -1,а, б, л, м). Все другие виды цилиндрических оболочек— параболические, эллиптические и т. д. — могут быть получены только по способу переноса (рис. XVII -1,а).
Работая в двух взаимно перпендикулярных вертикальных плоскостях, оболочки должны проектироваться с учетом особенностей работы в каждой из этих плоскостей. Так, цилиндрическая оболочка в продольном направлении работает как балка с пролетом L, у которой в нижнем поясе возникают растягивающие усилия, а в верхней части оболочки эти усилия сжимающие (рис. XVII -2). Поэтому конструктивная высота такой оболочки должна быть не менее 1/10 пролета L. В поперечном направлении цилиндрическая оболочка работает как распорная конструкция типа тонкостенной арки с пролетом 1(1≤1/2 L). Для погашения распора в этом направлении предусматриваются диафрагмы жесткости, устанавливаемые по длине оболочки с шагом, равным (1... 1,5)l.
Диафрагмы жесткости цилиндрической оболочки выполняются как сплошные стены жесткости, как фермы, вделанные в оболочку, как арки с затяжками. В то же время распор, который действует между диафрагмами жесткости, должен быть воспринят бортовым элементом, который работает как балка в горизонтальной плоскости и переносит распорные усилия на диафрагмы жесткости.
Гауссова крибизна Оболочки переноса Оболочка вращения вокруг
Горизонтальных Вертикальной
) осей х (у оси z
нулевая кривизна
положительная кривизна
отрицательная кривизна
Рис, XVII -1. Основные тиры поверхностей оболочек:
а, б — цилиндрическая;в д — конически вертикальная и горизонтальная; г — конои-дальная; е — бочарная; ж — тороидальная; и— сферическая; к — парусная; л, м — с, поверхностью гипара; н - воронкообразная
Отношение конструктивного подъема цилиндрической оболочки или ее стрелы f к распорному пролету l не должно быть менее 1/7 и не более1/2. Распорный пролет, или длину волны длинной цилиндрической оболочки, обычно принимают не более 12 м.
Бочарные и тороидальные оболочки в отличие от цилиндрических работают как распорные конструкции и в продольном, и в поперечном направлениях. В поперечном распоревоспринимается диафрагмами жесткости. Для восприятия же распора в продольном направлении предусматриваются затяжки. Если покрытие состоит из рядом расположенных нескольких оболочек, бортовые элементы, развитые в ширину, предусматриваются только в крайних пролетах.
У бочарных и тороидальных оболочек диафрагмы жесткости можно предусмотреть только по торцам или решить торцы переходом в коноиды (рис. XVII -2,и).
Рис XVII -2. Пространственные своды-оболочки:
а — длинная цилиндрическая; б —много
волновая цилиндрическая и синусоидаль
ная оболочки; в — сплошная диафрагма
жесткости; г—арочная диафрагма; д —-
рамная диафрагма; е — бочарный свод-
оболочка; ж — то же, с коноидальным
опиранием; и-— схема монтажа бочарного
свода; к — сборный сетчато-ребристый
свод-оболочка;
/ — оболочка монолитная или сборная;
2—диафрагма жесткости;
3 —бортовой элемент;
4 — подвеска;
5 —затяжка
Складки в отличие от оболочек формируются из тонкостенных плоских элементов, жестко скрепленных между собой под различными углами. Если сечение складки от опоры до
опоры постоянно и не меняется в про лете, то такую складку называют
призматической. Призматические складки в основном применяются углового и трапециевидного сечения (рис. XVII -3,а, б).
Длинномерные, опертые по двум сторонам, призматические складки работают в продольном направлении как балка, а в поперечном — как рама. По торцам призматических складок устанавливаются диафрагмы жесткости, которые повторяются и в пролете.
К непризматическим складкам относятся складки косоугольные со сходящимися гранями, шатровые, прямоугольного плана, с одинаковым уклоном граней со всех четырех сторон, сводчатые и купольные (рис. XVII -3—м). Конструктивная высота длинномерных складок, как призматических, так и косоугольных, не должна быть меньше 1/10…1/15 главного пролета L: пролет L у таких складок обычно не превосходит 50 м, а в шатровых —20 м.
Складки бывают монолитные и сборные, гладкие и ребристые. Монолитные складки выполняются обычно гладкими, с толщиной стенки не менее 5 см. Сборные выполняются из плоских плит, окаймленных ребрами, высота которых принимается 1/100…1/150 главного пролета, а толщина самой плиты принимается в 2... 3 раза меньше, но не менее 3 см.
Складчатые покрытия могут образовывать своды с пролетами до 60 м и выше Складки могут быть выполнены также и в комбинации с оболочкой. Материалом для складок служит в основном железобетон, однако складки могут быть выполнены и из клееной древесины, и из металла.
Рис. XVII -3. Складки и шатры:
а, б — призматические пилообразные и трапецеидальные;
в — пилообразные из треугольных плоскостей;
г — шатер с плоским верхом;
д — складка-капитель;
е — складка-шатер со спущенными краями;
ж — многогранный шатер;
и, к, л — многогранные складчатые своды;
м — многогранный складчатый купол;
н — сборное складчатое призматическое покрытие (ПНР);
о — сборная складка из плоских элементов (ГДР)
Ключевые слова:
- оболочки и складки
-гауссовая кривизна
-радиус кривизны
-способ переноса и способ вращения
-цилиндрическая, коноидальная, тороидальная и оболочки
-бортовой элемент
-призматические складки углового и трапециевидного сечения
- косоугольные складки
- шатровые складки
- сводчатые складки
- купольные складки
- монолитные и сборные складки
- гладкие и ребристые складки
XVIII. Сборные железобетонные оболочки КЖС. Гиперболические плиты – оболочки.
Для покрытий промышленных зданий с пролетами 12, 18 и 24 м. Ширина основных плит-оболочек равняется 3 м, доборных —1,5 или 2 м. КЖС (крупноразмерные железобетонные сводчатые оболочки) представляет собой пологую предварительно напряженную короткую цилиндрическую оболочку с двумя ребрами-диафрагмами сегментного очертания (рис. XVIII-1). Диафрагмы — стенки облегченной конструкции, имеющие вертикальные ребра жесткости. В нижней, утолщенной зоне диафрагм располагается напрягаемая арматура плиты, играющая роль затяжек рассматриваемой оболочки. Плиты-оболочки выполняют из бетонов классов В25...В45. Опирают плиты-оболочки на продольные несущие конструкции — стены или железобетонные балки прямоугольного сечения высотой 500.., 600 мм (при шаге колонн 6 м); на предварительно напряженные двутавровые балки высотой 1000... 1200 мм или на фермы раскосно-шпренгельного типа (при шаге колонн 12 м). Плиты-оболочки крепят к этим конструкциям с помощью листовых шарниров, обеспечивающих возможность поворота сечения плиты в вертикальной плоскости (рис. XVIII-1,д).
Плиты выпускают сплошными, с проёмами в полке для пропуска вентиляционных шахт и воздуховодов, а также с центральным проемом размером 6x2,5 м под светоаэрационные и зенитные фонари. Они допускают подвеску крановых путей. Их крепят к подстропильным конструкциям с обязательной установкой на листовые шарниры, не допускающие защемления плит на опорах.
Рис. XVIII-1. Плиты-оболочки КЖС:
а,б-плит-оболочек (а—плита -оболочка с проемом для светоаэрационного или зенитного фонаря; о — плита-оболочка основная рядовая); в — конструкция стыка со стороны взаимного примыкания плит;г— стальная анкерная деталь; д—деталь крепления плит-оболочек к продольным несущим балкам; / — плита-оболочка КЖС; 2 -диафрагма; 3 — ребро жесткости-4 — пологий вут; 5 —стальной анкер; 6 — разбивочная ось; 7 — полоса толя или рубероида;8- замоноличивание бетоном; 9—отверстие для строповки;10— торцовая арматура;//—заводская сварка; 12-напрягаемая арматура плиты-оболочки; 13-буквенная ось; 14-закладнаядеталь;15—листовой шарнир; 16 -монтажная сварка; /7 - продольная несущая железобетонная балка
Гиперболические плиты-оболочки применяют в промышленных зданиях для тех же пролетов, что и плиты-оболочки КЖС. Они представляют собой вытянутые оболочки отрицательной Гауссовой кривизны, обрамленные продольными бортами и торцовыми диафрагмами, служащими для опирания плиты-оболочки на несущие конструкции. Высоту сечения плит-оболочек в середине пролета принимают: Л== 1/25…1/15; глубину волны принимают f={1/8…1/4)b (рис. XXII. 10, а). Если ширина и глубина волны ограничены, строительную высоту конструкции увеличивают введением продольного ребра-киля. С целью уменьшения массы киль выполняют облегченным: с тонкой стенкой и вертикальными ребрами жесткости или с отверстиями, что позволяет прокладывать коммуникации в пределах покрытий (рис. XVIII-2,6).
Рис. XVIII-2. Крупноразмерные гиперболические плиты-оболочки: а — гиперболическая плита-оболочка; б — гиперболическая килевая плита-оболочка; 1 — продольный борт; 2 — наклонная торцовая диафрагма; 3 — торцовое ребро; 4 — киль; 5 — отверстие в киле для прокладки коммуникаций; 6 — ребро жесткости
Ключевые слова:
- ребра -диафрагмы сегментного очертания
- листовые шарниры
- плиты сплошные и с проёмами
- продольные борты
- торцовая диафрагма
- продольное ребро-киль
XIX. Висячие конструкции покрытий общественных и промышленных зданий
Висячие конструкциипредставляют собой один из наиболее экономичных видов покрытий, благодаря тому, что материал несущих конструкций работает исключительно на растяжение и несущая способность конструкций используется полностью.
Их применение основано на использовании в качестве основных несущих элементов проволочных тросов,которые обладают высокой прочностью, гибкостью и долговечностью.
Основной недостаток свободно провисающих несущих систем — неустойчивость их формы. Для предотвращения этого необходима стабилизация конструкций.
Стабилизацию висячих покрытий выполняют по-разному: а) путем пригрузки до достижения общей массы покрытия 1 кН/м2 (100 кГ/м2), которую ветер не может вывернуть; б) путем «ужесточения» конструкции — приданием жесткости ее форме; в) посредством предварительного напряжения несущих тросов стабилизирующими тросами.(рис. XIX -1)
Пригруженные Жесткие Легкие, байтовые,
предварительно напряженные
однопоясные |
двухпоясные
банты, пригруженные преднапряженная преднапряженное вантовая ферма железобетонными плитами бисячая оболочка сетчатое покрытие на круглом плане
вантовая ферма системы Ядерта |
мембранаа, провисающая струнное покрытие из
утяжеленная утеплителем металлическая ферма преднопряженныхдант
Рис. XIX -1.Виды висячих покрытий:
1 — несущие ванты (всегда выгнуты книзу); 2 — предварительно напряженные, стабилизирующие ванты (всегда выгнуты кверху); 3 — балки; 4 — плиты покрытия; 5 — мембрана; 6 — утяжеляющий утеплитель; 7 — железобетонные плиты, подвешиваемые к вантам на крюках; 8 — крюки; 9 — швы между плитами, заполняемые бетоном под временной пригрузкой покрытия; 10—-провисающая ферма; 11 — ванта-струна; 12 — промежуточные опоры для свободного опирания струн; 13 — распорки; 14 — центральный барабан; 15 — растяжки; 16 — диагональные растяжки; 17 — узел соединения несущей и стабилизирующей вант
Пригруженные,у которых на свободно подвешенные ванты укладываются металлические или железобетонные балки, поверх которых кладут железобетонные плиты и элементы покрытия. Плиты могут быть уложены и непосредственно на ванты(рис.XIX – 2)
«Ужесточенными» считают такие висячие системы, жесткость которых препятствует возникновению недопустимых кинематических и упругих деформаций. (рис. XIX - 3), Висячие оболочки применяют круглой, овальной и прямоугольной форм в плане. Круглые в плане висячие оболочки имеют то преимущество, что распор от покрытия погашается в круглом опорном контуре, превращая конструкцию во внешне безраспорную. Это упрощает устройство опорных стоек или стен и фундаментов под ними. В то же время при чашеобразном покрытии водоотводные трубы подвешиваются в помещении под ним, что не украшает интерьер. В висячей оболочке на круглом плане можно достичь уклона к периметру при наличии центральной опоры, возвышающейся над наружным опорным кольцом. В висячих оболочках над зданиями прямоугольного плана не встречается затруднений с отводом воды, которая при небольших уклонах кровли свободно стекает к торцам здания. (рис. XIX - 3,а).
Рис. XIX - 2. Типы пригруженных покрытий:
а — покрытие по В. Г. Шухову (1898 г.);; / — сетка из металлических полос; 2 — опорные кольца; 3 — стойки; 4 — провисающая мембрана; 5 — водоотвод; 6 — ванты; 7 — балки; 8 — сборные железобетонные плиты; 9 — ферма, воспринимающая распор от вант и передающая его на боковые стены; 10 — колонны под нижним поясом горизонтальной фермы; // — плита, воспринимающая распор от вант и передающая его на боковые стены; 12 -кровля
Легкие вантовые покрытия, предварительно напряженные конструкции, вес которых обычно значительно меньше 1 кН/м2 и устойчивость которых обеспечивается лишь за счет предварительного напряжения конструкции покрытия выполняются в двух вариантах: как однопоясные конструкции (или предварительно напряженные байтовые сетки) и как двухпоясные(или предварительно напряженные вантовые фермы). И в тех и в других конструкциях различаем два вида вант: несущие, которые всегда выгнуты книзу и предварительно напряженные — стабилизирующие, которые всегда выгнуты кверху.
Особый вид представляют собой сетчатые покрытия, которые натянуты на гибкие контурные тросы, именуемые тросами-подборами, которые опираются на стойки с оттяжками, а в другом направлении притянуты к анкерам. Комбинируя стойки и анкеры, к которым крепится вантовая сеть, можно покрыть большую площадь, как это было сделано в павильоне ФРГ на Международной выставке 1967 г. в Монреале (Канада).
Вантовые фермы можно возводить как на круглом, так и на прямоугольном плане: они представляют собой двухпоясные предварительно напряженные вантовые системы. Такое вантовое покрытие получило название «велосипедное колесо» (рис. XIX - 4,а).
Рис. XIX - 3. Висячие оболочки на прямоугольном плане:
а — над гаражом в г. Красноярске; /- опорный контур; 2 — висячая оболочка; 3 — опорная стойка; 4 — фундамент; 5 —оттяжка, обетоненная как наклонная стойка; 6 — анкер; 7 — перекрытие внутри здания; 8 — фундаменты под наклонными стойками
Рис. XIX - 4. Двухпоясные, предварительно напряженные и струнные покрытия:
а — двухпоясное на круглом плане над аудиторией (США)1;б –струнное покрытие /— несущие ванты; 2— стабилизирующие ванты; 3 — распорки; 4 — центральный барабан с фонарем; 5 — опорный контур; 6 — стоики; 7 — трибуны; 8 — оттяжки; 9, 10 — кольцевые связи жесткости; // — подвешенная платформа для оборудования; 12— диагональные растяжки; 13— оттяжки; 14 — анкеры; /5—массивные крайние опоры для натяжения струн; 16 — промежуточные поддерживающие опоры
|
Струнныеконструкции состоят из вант, сильно натянутых на массивные торцевые опоры и покрытых легкими металлическими листами кровли. Для уменьшения прогиба струны на всем протяжении между торцевыми опорами подперты рамами, установленными с шагом до 12 м. Такая конструкция используется для покрытия складов и длинных вокзальных перронов (рис. XIX - 4,б).
Мембранные покрытия, состоящие из свободно провисающих или предварительно натянутых металлических листов, являются одновременно и несущей, и ограждающей конструкцией. В то же время к недостаткам мембранных покрытий следует отнести больший расход металла, чем в вантовых конструкциях. Но помимо металла висячие конструкции могут быть выполнены и из дерева, что важно для районов, богатых лесом.
Важным элементом висячих покрытий является опорный контур. Обычно опорный контур имеет прямоугольное сечение и изготовляется из железобетона, как монолитного, так и сборного. Опорный контур служит для крепления висячего покрытия, передающего на него растягивающие усилия. Провисающие фермы обычно крепятся к нему на шарнирах. Мембраны могут привариваться к стержням, которые затем крепятся к контуру подобно вантам. Крепление вант может быть выполнено «намертво», т. е. без регулирования натяжения, или с возможностью такого регулирования.
При устройстве натяжных устройств, позволяющих подтягивать ванты, придавая им требуемое напряжение, применяют несколько способов: закрепление вант в шарнирах и натяжение с помощью муфт; пропуск вант через опорный контур и упор в него снаружи с помощью натяжных гаек и т. п.
Важным конструктивным моментом у всех висячих покрытий является восприятие распора. В конструкциях с круглым или овальным в плане контуром распор полностью в нем погашается; контур в основном работает на сжатие и лишь при отдельных неравномерных положениях нагрузки воспринимает также и некоторые изгибающие моменты. Такая конструкция висячего покрытия внешне безраспорная, т. е. вертикальные опоры воспринимают вертикальные усилия.
Иначе обстоит дело с прямолинейным контуром. Опоры здесь воспринимают от покрытия как вертикальные нагрузки, так и распор, передавая равнодействующую от этих усилий на фундамент. В этих случаях часто опорам придают наклонную форму, с тем чтобы равнодействующая проходила возможно ближе к оси опоры при разных положениях нагрузки на покрытии. Большие значения распора при горизонтальной подошве фундамента могут вызвать сдвижку фундамента вдоль плоскости подошвы; чтобы этого не произошло, иногда приходится давать соответствующий уклон подошве фундамента.
Подвешенные конструкции— это жесткие несущие конструкции, подвешенные на вантах, находящихся над ними. Различают три основных вида подвешенных покрытий: мачтовые, башенные и. мостовые (рис. XIX -5). Такая конструкция требует устройства мощных опорных устоев, сильно удорожающих конструкцию в целом, и очень веского технологического обоснования.
Рис. XIX -5. Подвешенные на вантах жесткие покрытия:
а, г — с мачтовой опорой; б, д — с башенной; в, е — с мостовыми опорами
Ключевые слова:
- ванты (несущие и стабилизирующие)
- мембраны и мембранные покрытия
- однопоясные и двухпоясные конструкции
- сетчатые покрытия
- тросы-подборы и оттяжки
- струнные конструкции
- опорный контур
- подвешенные конструкции
XX. Пневматические и тентовые покрытия
Пневматическими конструкциями называют мягкие оболочки, несущие функции которых обеспечиваются воздухом, находящимся внутри них под некоторым избыточным давлением. Материалом для таких покрытий служит воздухонепроницаемая ткань, синтетическая, обычно армированная, пленка.
Большие преимущества пневматических конструкций перед другими видами покрытий заключаются в небольшом весе и объеме, которые они имеют в ненадутом воздухом состоянии. Это значительно облегчает их транспортировку и монтаж.
Все пневматические конструкции покрытий можно разделить на две группы: на воздухоопорные оболочки(рис. XX – 1,в,г,д) и воздухонесомые покрытия. (рис. XX - 1, а,б,е). Избыточное давление воздуха у первых находится под покрытием, а у вторых оно находится только в несущих пневмо-баллонах.
Рис. XX - 1. Основные виды пневматических покрытий:
/ — шлюз; 2 — растяжки между пневмоарками; 3 — стойки, поддерживающие пневмолинзу; 4 — оттяжки
Воздухоопорные оболочки чаще всего применяют цилиндрической или сферической формы. Воздухонесомые покрытия — это пневмокаркасы, пневмоматы и пневмолинзы. Пневмокаркасы и пневмоматы наиболее рационально используются в форме арок, а пневмолинзы — в форме чечевицы или подушки.
Цилиндрические воздухоопорные оболочки выполняются обычно со стрелой подъема, равной от 3/8 до ½ пролета. Торцы заканчиваются либо сферической, либо цилиндрической поверхностью. Каждая такая оболочка состоит из: шлюзов для перехода, оболочки, под которой находится избыточное давление воздуха, и вентилятора, поддерживающего это давление. Освещаются помещения под пневмооболочками дневным светом через светопрозрачные вставки из соответствующих синтетических пленок. В нижней части оболочки устраивается силовой пояс, с помощью которого оболочка крепится к основанию. Для поддержания нужного давления достаточно иметь один работающий вентилятор. Если при этом необходимо обогревать помещение под оболочкой, то это выполняется калориферами, подающими теплый воздух.
При соединении отдельных секций на строительстве пневмооболочки применяют монтажные швы, такие, например, как петельно-тросовый, накладной и др. Секции с внутренней и наружной сторон снабжены фартуками. Крепление воздухоопорной оболочки к основанию выполняется несколькими способами по рис. XX - 2.
Рис. Рис. XX - 2, Узлы воздухоопорной оболочки:
а — крепление оболочки к анкерным сваям; 6, в—крепления к ленточным фундаментам; / — винтовая свая-анкер; 2 — серьга; Я — распределительный натяжной элемент; 4— фартук наружный; 5 - оболочка; 6 —ее кромка; 7 —фартук внутренний; '8 — прижимная планка; 9 — болт (анкер); 10 — брус из дерева; // — бетонный фундамент; 12 — металлический уголок
Из воздухонесомых пневматических конструкций чаще всего применяют конструкции пневмоарочные. Для придания аркам устойчивости они раскрепляются растяжками, к которым затем крепится водонепроницаемая ткань, либо к аркам попарно пришивается водонепроницаемая ткань, образуя секции, из которых затем монтируется пневмоарочное покрытие.
Достоинство пневмоарочных покрытий перед воздухоопорными оболочками заключается в отсутствии шлюзов, необходимости в непрерывной подаче воздуха под покрытие, опасности падения всего покрытия только при одном прорезе оболочки. В то же время пневмоарочное покрытие уступает воздухоопорной оболочке по стоимости конструкции, быстроте монтажа и необходимости в более мощном агрегате для создания избыточного давления внутри арки. Раскрепляются пневмоарки между собой с помощью тросов или шнуров, пропущенных через мягкие петли, пришитые к наружной поверхности арок. К этим тросам или шнурам крепится водонепроницаемая ткань.
Пневмоматы арочного вида отличаются от пневмоарок тем, что они сшиваются из единого полотнища и представляют собой одновременно и несущую, и ограждающую конструкцию. Опираются арочные пневмоматы на песчаные подушки, которыми заполняются траншеи, вырытые вдоль краев покрытия. Диаметр баллонов пневмоарок принимают от 1/55 до 1/25 пролета, у арочных матов — соответственно от 1/20 до 1/30.
Тентовые покрытияобычно применяются для временных сооружений. Состоят они из мягкой водонепроницаемой ткани, которая натягивается, закрепляясь одними концами за возвышающиеся опоры, другими — за анкеры в грунте или за оттяжки, за тросы-подборы и т. п. По своей статической работе тенты очень близки сетчатым, предварительно напряженным вантовым покрытиям, но вантовые сетки из металлических канатов могут выдержать значительно более высокие напряжения. Поэтому перекрываемые ими пролеты редко превосходят 10 м.
На рис. XX - 3. изображены наиболее часто встречающиеся виды тентов. Они представляют собой криволинейные поверхности (гипары), седловидные поверхности и др. Тент может быть натянут и на многопролетный каркас с наклонными стойками. Такой тент в своей верхней части опирается на опорный трос, соединяющий вершины противостоящих наклонных стоек, а в нижней части прижимается накладным тросом. От величины стрелы провисания опорного троса и стрелы подъема накладного троса зависит и архитектурная форма покрытия.
Натяжение тентов производится подтягиванием оттяжек, заанкеренных в грунт, накладных тросов, тросов-подборов и т. п. Тент может иметь сложную поверхность, например, состоящую из взаимно пересекающихся гипаров, причем сами линии пересечения, если нет соответствующих накладных тросов, могут быть размытыми, т. е. закругленными. При таком решении концы тента не обязательно должны доходить до уровня грунта, а могут заканчиваться оттяжками, концы которых на некотором расстоянии от покрытия были бы заанкерены в грунт.
Рис. XX - 3. Тентовые покрытия:
а — конусообразное; б — с поверхностью гипара; в — на опорных арках; г — многоопорное с поверхностью гипаров; 1 — тент; 2 — стойка; 3 — трос или шнур-подбор; 4 — крепление к анкерам; 5 — оттяжка; 6 — наклонные опорные арки; 7 — опорный трос; 8 — накладной, предварительно натянутый трос
Ключевые слова:
- воздухоопорные оболочки и воздухонесомые покрытия
- основные части воздухоопорной оболочки: шлюз, оболочка и вентилятор
- силовой пояс
- опорный трос
- пневноарочные конструкции
- тенты
XXI. Конструкции настилов покрытий одноэтажных промзданий
Покрытия одноэтажных зданий ограждают внутреннее пространство от атмосферного и температурного влияния внешней среды. Выполняются пологими (i = 1/12; 1/10) или плоскими (i ≤ 2,5%). Состоит совмещенное покрытие из настила, пароизоляции, утеплителя и кровли. Так же как и стеновое ограждение, покрытие может быть неутепленным.
По конструктивным решениям различают настилы по прогонам и беспрогонные. Настилы по прогонамвыполняют как с железобетонными, так и со стальными прогонами. Наиболее распространены прогоны из стальных швеллеров или в виде шпренгельных ферм, а также сборные железобетонные прогоны таврового сечения длиной 6 м. По прогонам укладывают настилы из асбестоцементных, стальных или алюминиевых профилированных листов. Беспрогонные настилыустраивают путем укладки крупноразмерных элементов по верху несущих конструкций покрытия. Такими настилами могут служить железобетонные ребристые плиты размером 12 х 1,5;. 12 х 3; 6 х 1,5; 6 х 3 м с простым или напряженным армированием.
Настил обычно выполняется из отдельных плит покрытия (из железобетона, из легкого бетона или из небетонных материалов, рис. XXI - 2.).
Железобетонные ребристые плиты покрытия могут иметь длину 6 и 12 м и ширину 1,5 и 3 м (рис. XXI - 1, XXI - 2.).
Рис. XXI - 1. Основные типы покрытий с железобетонными плитами и рулонными
кровлями:
а—в — не вентилируемые; г, д — частично вентилируемые; е — вентилируемые; / — защитный слой; 2 — гидроизоляционный ковер; 3 — стяжка; 4 — несущая плита; 5 —утеплитель; 6 — пароизоляция; 7 — однослойная ограждающая и несущая конструкции; 8— каналы и борозды;9 — воздушная прослойка; 10 — подкладки
Большое применение получили крупноразмерные железобетонные сводчатые оболочки — КЖС и гипары, перекрывающие пролеты 18 и 24 м (рис. XXI - 3). Эти оболочки устанавливают в направлении главного пролета здания без применения таких пролетных конструкций, как фермы. По расходу материала эти настилы показали себя как наиболее экономичные среди железобетонных.
Кроме железобетонных ребристых плит из тяжелого бетона в покрытиях применяют также и легкобетонные плиты, а также легкие плиты с применением асбестоцементных листов (рис. XXI - 2., XXI - 1). Легкобетонные плиты могут быть применены в комбинации с тяжелой ребристой плитой как самостоятельные плиты без ребер и с ребрами, а также как комплексные плиты со всеми необходимыми слоями, включая и гидроизоляцию (рис. XXI - 3).
Легкие плиты с использованием асбестоцементных листов могут также быть успешно использованы в легкосбрасываемых покрытиях, которые возводят над помещениями с взрывоопасным производством. По техническим условиям легкосбрасываемые плиты не должны иметь массу, превышающую 120 кг/м2.
Рис. XXI - 2. Покрытия со стальным профилированным настилом и с волнистыми асбестоцементными листами:
а—в — применение стального профилированного настила (а, б — профили; в — утепленное покрытие); г — покрытие с асбестоцементными волнистыми листами усиленного или унифицированного профиля, д, е — то же, с применением плоских асбестоцементных листов; / — балка покрытия; 2 — настил (пустоты либо заполняются пористым, легким негорючим материалом, либо перекрываются листами из негорючих материалов); 3 — рулонная пароизоляция; 4 — утеплитель; 5 — гидроизоляция; 6 — гравий; 7 — болт; 8 — асбестоцементный волнистый лист; 9 — прокладка; 10 — деревянный брус; // — прижимная пластина; 12 — крюк; 13 -— швеллер из асбестоцемента; 14 — плоский асбестоцементный лист; 15 — мастика; 16 — утеплитель; 17 — то же, типа минераловатных плит; 18 — нащельник; 19 — деревянный каркас панели; 20 — гернит; 21 — рейка, фиксирующая положение утеплителя
Особое место в покрытиях большепролетных знаний занимают стальной и алюминиевый тонколистовой профилированные настилы. Стальной выпускают в двух вариантах: высотой 60 и 79 мм. Удобство такого настила заключается в его незначительной массе, в простом соединении отдельных листов по методу наложения и в приспособляемости к любым формам плана покрытия, независимо от ширины и длины. Однако такой настил требует установки ригелей, на которые он опирается с шагом не более 3 м. Стальной профилированный настил к ригелям крепят самонарезающими болтами. В тех случаях, где применяют алюминиевый настил и стальные ригели, между алюминием и сталью должна быть проложена надежная изоляция, не допускающая соприкосновения этих двух разнородных металлов.
Тонколистовой профилированный настил может быть применен с заполнением ребер бетоном и образованием железобетонной плиты над ребрами. Толщина такой плиты определяется расчетом, однако она не может быть менее 30 мм. Этот настил может быть применен и без заполнения ребер, что также определяется расчетом. Поверх настила укладывают слой пароизоляции, а затем утеплитель и гидроизоляционный ковер, как в обычных покрытиях. В неотапливаемых помещениях профилированный настил играет роль кровли.
Отвод воды с покрытий одноэтажных зданий осуществляется как наружу (организованный и неорганизованный), так и во внутренние водостоки—детали на рис. XXI – 3. Там же приведены детали примыкания к стенам, решения температурных швов и т. п.
Рис. XXI - 3. Детали покрытий при различных видах кровель:
а—г — рулонная кровля; д — мастичная; е — водонаполненная; 1 — стена; 2 — костыли; 3 — оцинкованная сталь; 4 — мастика; 5 — стальная полоса 40X3 мм; 6 — дюбель; 7 — раствор; 8— воронка внутреннего водостока; 9 — защитный слой; 10— рубероид (дополнительный слой); //— основной рулонный ковер; 12 — выравнивающий слой; 13 — утеплитель; 14 — плита; 15 — парапетная плитка; 16 — пароизоляция; 17 — слой мастики; 18 — слой воды
Ключевые слова:
- совмещенное покрытие
- настилы по прогонам и беспрогонные
- вентилируемые и не вентилируемые покрытия
- утепленное и неутепленное покрытия
- стальной и алюминиевый тонколистовой профилированные настилы
- легкосбрасываемые покрытия
XXII. Сборные железобетонные ребристые плиты покрытий одноэтажных зданий.
Для покрытий промышленных зданий наибольшее применение получили железобетонные ребристые предварительно напряженные длиной 6 и 12 м при ширине 3 и 1,5 м (рис. XXII.7, 8). Плиты шириной 3 м как более экономичные, дающие наименьшую массу 1 м2 покрытия, являются основным типом, а плиты шириной 1,5 м применяют как доборные там, где невозможно применение широкой плиты или на участках с повышенной нагрузкой (зоны образования снеговых мешков, зоны установки на покрытие вспомогательного оборудования).
Плиты укладывают на верхние пояса железобетонных или металлических ферм, балок и крепят к ним, сваривая закладные детали с замоноличиванием швов бетоном класса В15 на мелком заполнителе.
Плиты длиной 6 и 12 м подразделяют на несколько типов (рис. XXI 1.7): плиты основные — рядовые; плиты с круглым отверстием в полке — для пропуска воздуховода; плиты с проемами в полке (применяют для устройства легкосбрасываемой кровли над взрывоопасным участком цеха).
Проемы в последнем типе плит предусмотрены для выхода взрывной волны; их перекрывают легкосбрасываемыми плитами, например асбестоцементными с утеплителем из пенопласта (рис. XXI 1.12), после чего все покрытие оклеивается гидроизоляционным ковром. Плиты с одним, двумя или четырьмя проемами в полке применяют для устройства зенитных фонарей точечного типа в виде куполов из органического стекла.
Ключевые слова:
- рядовые плиты
- плиты с отверстием для пропуска воздуховода
- плиты с проемами в полке
- доборные плиты
Рис. XXI 1.7. Плиты длиной 6 м для покрытий промышленных зданий:
а—д — плиты железобетонные ребристые предварительно напряженные (а, д — без проема в полке плиты; б — с проемом в полке плиты; в—.для устройства легкосбрасываемой кровли; г — с проемом в полке плиты для зенитного фонари); е — плита из ячеистого бетона; / — монтажная петля; 2 — пространственный вут; 3 — проемы для выхода взрывной волны; 4 — железобетонное ребро; 5 — ячеистый бетон
XXIII. Кровли промзданий.
Учитывая назначение здания, его конструктивное решение, условия внутренней и внешней среды, покрытия производственных зданий устраивают следующих типов (табл. 15,16): в зависимости от уклона покрытия - плоские и скатные; в зависимости от конструктивного решения покрытия - бесчердачные (совмещенные) и чердачные; в зависимости от теплоизоляционных свойств покрытия - теплые, полутеплые и холодные; в зависимости от системы водоотвода с покрытия - с внутренним или наружным водостоком; в зависимости от принятой системы освещения и вентиляции - бесфонарные и фонарные.
В зависимости от уклонов кровли подразделяют на плоские-с уклоном менее 2,5%, и скатные-с уклоном 2,5% и более. Для рулонных и мастичных кровель уклоны принимают 1,5%—5%, для кровель из листовых профилированных материалов 10-25%.
В отличие от кровель жилых зданий, кровельные покрытия производственных зданий, как правило, проектируют бесчердачными.
Материал и конструкцию кровли назначают в основном в зависимости от уклона покрытия и вида воздействий. По виду материалов кровли подразделяют на рулонные, мастичные, асбестоцементные и металлические.
Рулонные кровли являются одними из самых распространенных в строительстве. Их выполняют из рубероида, толя, гидроизола и полимерных пленок. Такие кровли устраивают четырехслойными при уклонах до 2,5% и трехслойными - при уклонах от 2,5 до 10%, Двухслойные кровли рекомендуются при уклонах от 15 до 25% и только на теплостойких мастиках. Для повышения срока службы рулонных кровель их делают малоуклонными (1,5-2,5%) и покрывают защитным слоем толщиной 10...20 мм из гравия, втопленного в горячую мастику.
Рулонные кровли относятся к числу трудоемких конструкций.
Рулонные кровли из полимерных пленок по сравнению с рубероидными и толевыми более эластичны, что делает их особенно эффективными в районах с низкими зимними температурами и резко континентальным климатом.
Надежность рулонных кровель во многом зависит от качества конструктивного исполнения их в местах примыкания к выступающим элементам на покрытии (парапетам, фонарям, фронтонам и т.п.), деформационных швов, установки воронок, ендов и др. На этих участках при рулонных кровлях из традиционных материалов дополнительно укладывают по 2...4 кровельных слоя (рис. XV-11, а-г).
Мастичные кровли обладают высокими водоизоляционными свойствами, устойчивы против атмосферных и механических воздействий. Их выполняют из горячих битумных или резино-битумных мастик либо на водных битумных эмульсиях. Эксплуатационные качества мастичных кровель значительно повышаются при армировании их стеклохолстами, стеклосетками, рубленым стекловолокном и при устройстве защитного слоя из мелкого гравия (рис. XV-11, д
Рис. XV-11. Детали покрытий различной конструкции (при нулевой привязке):
а - примыкание многослойной кровли к парапету с покрытием по железобетонным плитам; б - то же, с применением стального профилированного настила (у торцевой стены); в - заделка кровли в средней ендове; г - устройство поперечного температурного шва; д - примыкание мастичной кровли к парапету; е - то же, водонаполненной кровли; 1 - стена; 2 - парапетная плита; 3 - фартук из оцинкованной стали с креплением дюбелями через 600мм; 4 - дополнительные слои рулонного ковра; 5 - воронка водостока; 6 - основной рулонный ковер;7- защитный слой; 8- выравнивающий слой; 9- утеплитель; 10- набетонка; 7/полоска рубероида; верхний фартук из оцинкованной стали; 12 - полужесткие минераловатные плиты; 13 - нижний фартук из оцинкованной стали; 14 - мастичная кровля; 15 - защитное покрытие парапета из оцинкованной кровельной стали; 16 - слой воды
Количество слоев мастики и армирующих прокладок принимают: при уклонах 0...2,5% равным четырем, при уклонах 2,5... 10% - трем и при уклонах 10...25% - двум.
В районах с жарким климатом в зданиях, предназначенных для производств со строго заданным температурно-влажностным режимом, могут быть эффективны водонаполненные кровли (рис. XV-11, е). Водонаполненные кровли выполняют из четырехслойных рулонных материалов с двойным защитным слоем из гравия.
Надежность и долговечность кровель во многом зависит от свойства гидроизоляционных материалов, правильный выбор уклона покрытия и качество кровельных работ. При всех прочих равных условиях малоуклонные покрытия (1,5...2,5%) являются более надежными, так как в них при использовании легкоплавких мастик обеспечивается самозалечивание возникающих трещин, а также гарантированный отвод воды к водоприемным устройствам.
Долговечность кровель в значительной степени зависит от надежности основания под кровлю. Вследствие недостаточной прочности и большей деформативности большинства утепляющих материалов в основаниях, выполняемых из цементно-песчаных растворов или асфальтобетона, могут образовываться трещины. Для предотвращения этого в стяжках, толщина которых 15...20 мм, предусматривают температурно-усадочные швы шириной до 5 мм через каждые 3 м по ширине и длине.
При некачественно выполненной пароизоляции в рулонных кровлях могут возникать вздутия. Для недопущения этого следует использовать полосовую или точечную приклейку нижнего слоя водоизоляционного ковра к основанию. Для устройства пароизоляции используют: при рулонных кровлях - материалы основного водоизоляционного покрытия, при трехслойных панелях - обмазочную и рулонную конструкцию.
Утеплители покрытия, помимо высоких теплотехнических и прочностных качеств, должны обладать достаточной огнестойкостью. Вследствие этого предпочтение следует отдавать негорючим и трудногорючим материалам: минераловатным плитам повышенной жесткости, пенополистирольным и пенополиуретановым плитам, а также плитам из легких бетонов и из насыпных материалов (керамзит, шунгизит, перлит и др.). Толщина утепляющего слоя должна обеспечивать требуемое сопротивление теплопередаче в конкретных условиях эксплуатации и климата.
Ключевые слова:
- плоские и скатные кровли
- бесчердачные (совмещенные) и чердачные кровли
- теплые, полутеплые и холодные кровли
- кровли с внутренним или наружным водостоком
- бесфонарные и фонарные кровли.
-по виду материалов: рулонные, мастичные, асбестоцементные и металлические кровли.
- водонаполненные кровли
-пароизоляция и огнестойкость
XXIV.Водоотвод с покрытий
В зависимости от температурного режима помещений, профиля и конструкции покрытия, протяженности скатов и количества выпадающих осадков в районе строительства отвод дождевых и талых вод с покрытий промышленных зданий может быть наружным и внутренним.
Наружный водоотвод подразделяют на неорганизованный, когда сброс воды происходит по свесам карниза, и организованный, при котором вода с кровли отводится по желобам и водосточным трубам. Наружный водоотвод предусматривают редко из-за его недостатков (увлажнение стен, снижение теплотехнических качеств и долговечности, а также образуются наледи на карнизах, вызывающие разрушение кровли.)
В отапливаемых зданиях водоотвод с покрытий, как правило, устраивают внутренний, а в неотапливаемых зданиях - наружный неорганизованный. Внутренний водоотвод является наиболее надежным способом удаления воды с кровли.
Для наружного водоотвода с покрытий на продольных стенах предусматривают карнизы. Во избежание мерного увлажнения стен стекающей водой вынос карниза на наружную плоскость стены должен быть по возможности большим (не менее 0,1 при высоте стен 6 м). Сток воды при неорганизованном водоотводе происходит по всей длине карниза. Конструкция карниза зависит от вида стенового заполнения и кровли
При наружном водоотводе с покрытий в отапливаемых зданиях целесообразно устраивать обогреваемые карнизы. При таких карнизах исключаются наросты льда в местах заделки кровельного ковра.
Система внутреннего водоотвода состоит из водоприемных воронок, водосточных труб, стояков, подпольных или подвесных трубопроводов и выпусков (рис. XXIV -1).
Рис. XXIV -1. Основные схемы внутренних водостоков: а-в - в однопролетных зданиях;
Схему внутреннего водоотвода выбирают в зависимости от размеров и назначения здания, числа и величины пролетов, конструкции кровельного покрытия и других факторов.Для однопролетных зданий лучшей считается схема с одной воронкой на стояке (рис. XXIV -1,а) При наличии ливневой или общесплавной канализации с одной стороны применяют схему с подпольными трубопроводами (рис. XXIV -1, в).
Места установки воронок на кровле выбирают с учетом профиля покрытия и допускаемой площади водосбора на одну воронку. На скатных покрытиях воронки размещают в ендовах. Максимально допускаемая площадь водосбора, м2, на одну водоприемную воронку табл.1
Тип кровли Скатная Плоская Плсоская, заполняется водой |
|
Интенсивность дождя q20, л/с на 1 га
>120 120-100 <100
площадь водосбора, м2
600 800~ 1200
900 1200 1800
750 1000 1500
Расстояние между воронками в ендовах скатных покрытий не должно превышать 24 м, а на плоских покрытиях - 48 м; расстояние от оси воронок до продольной и поперечной разбивочных осей - 500 мм.
Минимальные уклоны отводных трубопроводов принимают: для подвесных - 0,005, для подпольных - в зависимости от диаметра 0,003-0,005.
В зависимости от высоты и назначения здания, схемы и условий работы внутренних водостоков, стояки, трубопроводы и выпуски монтируют из чугунных, асбестоцементных и пластмассовых напорных труб. Подпольные трубопроводы и выпуски можно выполнять из керамических, бетонных и железобетонных труб. Диаметр труб определяют расчетом.
Ендовы в отапливаемых зданиях устраивают, как правило, утепленные и без продольного уклона (рис. XXIV -2, а, б). Кровельный ковер в ендовах и на прилегающих к ним участках скатных кровель с уклоном до 10% защищают слоем из мелкого гравия, втопленного в мастику.
Ширину ендов принимают с учетом уклона кровли и размера привязки. Так, при нулевой привязке ширину крайних ендов принимают около 0,4 м (при уклоне кровли 1: 3) и около 0,75 м - при уклоне кровли 1: 8-1: 12. Ширину средних ендов при тех же уклонах кровли принимают соответственно 0,8 и 1,5 м.
В неутепленных покрытиях воронки устанавливают на горизонтальную поверхность из бетона (рис. XXIV -2, в). В утепленных покрытиях воронки устанавливают на легкобетонные вкладыши. В покрытиях с несущим металлическим профилированным настилом их монтируют на стальных оцинкованных поддонах (рис. XXIV -2, г). По периметру отверстия под поддон несущий настил усиливают рамкой из уголков.
В плоских эксплуатируемых кровлях используют водоприемные воронки типа Вр-10 с плоской водоприемной решеткой, укладываемой на бортик прижимного фланца. В местах установки воронок всех типов основной кровельный ковер усиливают тремя мастичными слоями, армированными слоями стеклоткани.
Внутренний водоотвод с покрытий фонарей с вертикальным остеклением устраивают при ширине 12 м и более, а фонарей с наклонным остеклением - при ширине более 9 м.
По периметру покрытий с внутренним водоотводом над кровлей устраивают парапеты из несгораемых материалов высотой не менее 0,6 м.
Рис. XXIV -2. Детали внутренних водостоков:
а - ендова пристенная; б - то же, средняя; в - установка воронки в покрытии железобетонных плит; г - то же, с металлическим настилом; 1 - парапет; 2 - воронка; 3 - основной водоизоляционный ковер; 4 - плита покрытия; 5 - набетонч ка; 6- асбестоцементное кольцо; 7- сливной патрубок; 8- прижимной фланещ| 9 - стальной профилированный настил; 10 - стальной поддон; 11 - хомут; 12 *А деревянная прокладка; 13 - асбестоцементный лист
Ключевые слова:
- наружным и внутренний водоотводы
- организованный и неорганизованный водоотводы
- водоприемную воронку
- водосточных труб
-стояки
- подпольные или подвесные трубопроводы и выпуски
- отводные трубопроводы
- ендовы
XXV. Световые, светоаэрационные и аэрационные фонари
Фонари - специальные конструкции в покрытии зданий, способные пропускать внутрь помещений лучистую энергию видимой части солнечного спектра и предназначенные для естественного освещения и аэрации.
По назначению фонари классифицируют на световые, светоаэрационные и аэрационные.
Световые фонари призваны обеспечивать естественное освещение помещений в соответствии с требованиями производственно-технологического процесса и условиями зрительной работы людей, а аэрационные - воздухообмен в соответствии с требованиями к микроклимату помещений. Световые фонари могут быть использованы для аэрационных целей, если в них предусмотреть открывающиеся переплеты, отверстия и т.п.
Светопропускающие ограждения фонарей выполняют одно-, двух-, трех- и даже четырехслойными, что определяется теплотехническими условиями, исключающими появление конденсата на внутренних поверхностях стекол в холодное время года. Фонари с одинарным остеклением имеют место в зданиях с пониженными требованиями к температурному режиму, в районах с теплым климатом, а также в промышленных зданиях, в которых производственные процессы связаны с большим выделением теплоты. В зданиях с нормальным температурно-влажностным режимом фонари выполняют в основном с двойным остеклением. В зданиях, где требуется соблюдение постоянной температуры и влажности воздуха, а также возводимых в районах с температурами ниже —30 °С, фонари остекляют в 3 ... 4 слоя.
По форме профиля, конструктивной схеме и характеру поступления естественного света световые и светоаэрационные фонари можно разделить на: прямоугольные, трапециевидные, треугольные, М-образные; шедовые и зенитные (рис. XXV). Каждый из этих типов фонарей обладает определенной светоактивностью, удобством в эксплуатации и конструктивными особенностями.
Так, трапециевидные, треугольные и зенитные фонари обладают высокой светоактивностью, но не исключают значительной инсоляции, в них усложняется устройство открывающихся переплетов, они подвержены загрязняемости. М-образные фонари имеют хорошие аэрационные качества, а шедовые, при ориентации на северную часть небосвода, защищают помещения от прямых солнечных лучей. Прямоугольные фонари, благодаря вертикальному остеклению, отличаются незначительной инсоляцией и загрязняемостью. По сравнению с фонарями с наклонным остеклением они конструктивно более просты и надежны в эксплуатации. В них несложно устройство открывающихся переплетов.
Зенитные фонари по сравнению с прямоугольными обладают значительно большей световой активностью, обеспечивают равномерное освещение рабочих мест. Их конструкции имеют небольшой вес, обеспечивают более надежную теплозащиту. Они более удобны в эксплуатации, на них значительно меньшая вероятность образования снеговых мешков в зимний период. Зенитные фонари могут выполнять и аэрационные функции.
Выбор типа фонаря производят с учетом требований к естественному освещению и воздухообмену, особенностей объемно-планировочного и конструктивного решения здания, а также климата местности. При выборе типа и конструкций фонаря учитывают требования к интерьеру и руководствуются экономическими соображениями. Опыт проектирования и строительства одноэтажных промышленных зданий с фонарями показал, что при прочих равных условиях они на 8-11% дороже бесфонарных. Вследствие этого фонари рекомендуется применять в строго обоснованных случаях.
Рис. XXV. Основные типы световых и светоаэрационных фонарей:
а - прямоугольные; б, в - трапециевидные; г - треугольные; д - М-образные; е -шедовые; ж - зенитные (панельный и точечный)
Ключевые слова:
-прямоугольные; трапециевидные; треугольные; М-образные
-шедовые
- зенитные (панельный и точечный)
-светоактивность
- аэрация и инсоляция
XXVI.. КАРКАСЫ МНОГОЭТАЖНЫХ И ДВУХЭТАЖНЫХ ЗДАНИЙ
По статической схеме работы каркасы многоэтажных зданий подразделяют на рамные, рамно-связевые и связевые.
В промышленных зданиях наиболее удобны рамные схемы каркасов без вертикальных диафрагм, которые могут ограничивать размещение технологического оборудования и инженерных коммуникаций. В каркасах рамной системы все вертикальные и горизонтальные нагрузки воспринимаются, как правило, поперечными рамами, образуемыми вертикальными элементами - колоннами и горизонтальными - ригелями.
Пространственная жесткость здания обеспечивается в поперечном направлении поперечными рамами, а в продольном - плитами перекрытий и вертикальными связями между колоннами. Если по технологическим условиям вертикальные связи не могут быть поставлены, их заменяют продольными ригелями. (рис. XXVI – 1)
Рис. XXVI - 1. Каркас многоэтажного производственного здания:
а — ригеля с полками;
б —г ригеля без полок (опирание ллит сверху);
/ — фундамент;
2 — крайняя колонна;
3—средняя колонна;
4 — стык колонн;
5 — ригель с полками для опирания плит; 6 — ригель без полок (опирание плит сверху)
Основными конструктивными элементами многоэтажных многопролетных рам являются жестко заделываемые в фундамент колонны длиной на 1-3 этажа и ригели, длина которых зависит от размера пролета. Соединение ригелей с колоннами может быть жестким и шарнирным. В рамных и рамно-связевых каркасах, как правило, используют жесткое соединение, при котором обеспечивается лучшая общая жесткость здания, особенно при горизонтальных нагрузках.
Связевые схемы каркасов по сравнению с рамными требуют меньшего расхода стали, главным образом, за счет упрощения конструктивных решений узлов. Связевые каркасы применяют при проектировании административных, бытовых и некоторых производственных зданий, в которых связи (диафрагмы жесткости) не мешают организации функционально-технологического процесса (с использованием рамных систем проектируют и строят в основном промышленные здания высотой от 3 до 5 этажей и шириной не более 60 м.) При связевых системах высота здания может составлять 9-12 этажей.
Каркасы многоэтажных зданий выполняют железобетонными и стальными. Железобетонные каркасы по сравнению со стальными обладают большей жесткостью. Однако они имеют большую массу и более трудоемки на строительной площадке, особенно в монолитном варианте.
В промышленном строительстве наибольшее распространение нашли многоэтажные здания трех видов: здания массового типа с унифицированными параметрами объемно-планировочных решений и нагрузками на перекрытия; сблокированные здания, состоящие из одноэтажных и многоэтажных объемов, включая технические этажи и этажи с крановым оборудованием; здания смешанной этажности со сложными объемно-планировочными решениями, характерные для некоторых производств (коксохимическое, горнорудное, элеваторы и др.).
Для массового строительства применяют следующие габаритные схемы многоэтажных зданий: с сетками колонн 6x6 и 9x6 м под нагрузкисоответственно 25 и 15 кН/м2 высотой в 3-5 этажей (высоты этажей от 3,6 до 7,2 м); с сеткой колонн 12x6 м с нагрузками на перекрытие от 5 до 10 кН/м2 высотой в 3-5 этажей; с сеткой колонн 6x6 м с нагрузками на перекрытие от 5 до 30 кН/м2 повышенной этажности (до 10 этажей)
Строительство зданий этих типов рассчитано на преимущественное использование сборных железобетонных конструкций.
При проектирований производственных зданий, отнесенных к категории многоэтажных, различают три различные объемно-пространственные структуры: регулярную; то же, с увеличенными пролетами на верхнем этаже; нерегулярную (рис. XXVI - 2). К зданиям регулярной структуры относят такие, все этажи которых имеют одну и ту же сетку колонн и постоянную высоту всех этажей, за исключением (при необходимости) первого.
Рис. XXVI - 2. Объемно-планировочные структуры многоэтажных производственных зданий:
а — регулярная на всех этажах; б — регулярная с увеличенным верхним этажом; в — нерегулярная
К нерегулярным отнесены структуры зданий, в которых на разных уровнях располагается встроенное оборудование, бункера и прочее, требующее своих строго диктуемых технологией уровней, габаритов и т. д. (рис. XXVI - 2,e). Здания этого типа не поддаются унификации (или поддаются фрагментарно) и их, как правило, проектируют индивидуально, с частичным использованием сборных изделий.
Здания регулярных структур, наоборот, явились объектом унификации, что было необходимо для преодоления устаревших традиций индивидуального проектирования и широкого внедрения в практику методов индустриального строительства. В результате резко сокращено число применяемых пролетов, шагов, высот, нагрузок на перекрытия, типов и грузоподъемности кранового оборудования и т. п., т. е. унифицированы основные строительные параметры.
Многоэтажным зданиям обычно придается простая форма плана. При значительной длине здания оно разбивается на температурные отсеки, длина которых не превышает 60…72м для отапливаемых зданий и 48м для неотапливаемых. При блокировке многоэтажных зданий с одноэтажными или с многоэтажными и с образованием сложной формы плана обязательно устройство деформационных швов: каждый отсек вышеприведенных групп должен быть статически автономен.
Ключевые слова:
- рамные, рамно-связевые и связевые каркасы
-регулярная структура
- регулярная с увеличенным верхним этажом структура
- нерегулярная структура
- унифицированные параметры
XXVII. Сборные железобетонные ригели и плиты ребристые для многоэтажных промзданий.
Сборные железобетонные каркасы выполняют балочными и безбалочными.
Балочные каркасы сборного типа состоят из фундаментов, фундаментных балок, колонн, ригелей, плит перекрытия и связей.
Балочные перекрытия наиболее «податливы» унификации. Они состоят из двух элементов — плиты и ригеля; при изменении величины пролетов изменяется только один элемент — ригель; при этом тип плиты обычно не изменяется. Это обстоятельство, а также то, что при балочных каркасах проще сопрягаются элементы и достигается большая пространственная жесткость здания, обеспечило балочным каркасам преимущественное применение в многоэтажных производственных зданиях
Ригели перекрытий имеют два типа поперечных сечений: с полками и без них. Они устанавливаются на консоли колонн и соединяются с колоннами сваркой арматуры и закладных деталей и замоноличиванием. Высота всех ригелей одинакова и равна 0,8 м (для пролета 9 м ригель выполнен с предварительно напряженной арматурой). Длина ригелей определяется пролетом (6 и 9 м), их расположением в конструктивной схеме каждой из поперечных рам здания (крайнее, среднее, этажность) и размерами колонн (0,4 и 0,6 м), к которым они примыкают. Ширина всех ригелей единая—0,3 м (см. рис. XXVII. - 1).
Рис. XXVII. - 1. Каркас многоэтажного производственного здания:
а—ригеля с полками; б —г ригеля без полок (опирание плит сверху); / — фундамент; 2 — крайняя колонна; 3—средняя колонна; 4 — стык колонн; 5 — ригель с полками для опирания плит; 6 — ригель без полок (опирание плит сверху)
Плиты перекрытий ребристые, двух типов: типа 1—плиты, укладываемые на полки ригелей; типа 2 —плиты, укладываемые на верхние плоскости ригелей (рис. XXVII. - 2). Второй вариант опирания плит менее выгоден, так как связан с увеличением общей высоты перекрытий на 0,4 м. Этот вариант применяют при больших сосредоточенных нагрузках от крупноразмерного провисающего оборудования.
Рис. XXVII. - 2. Решения торцов и температурных швов при укладке плит типов 1 и 2:
а — схема плана перекрытия с плитами типа 1 номинальной длины 6,55 м; б — то же, с применением укороченных плит у торцов; в — то же, с плитами типа 2; г, д —продольные разрезы для плит типа 1 нормальной длины (г) и с применением укороченных плит у торцов (д); е — то же, для плит типа 2;ж,е,— поперечные разрезы для плит типов 1 и 2; 1 — ригель с полкой;2 — ригель без полки; 3 — плита типа 1, /—5,55 м; 4 — то же, /=5,05 м; 5—-плита типа 2, /=5,95 м; 6 — доборные элементы
Плиты типа 1 имеют два номинальных размера по ширине— 1500 и 750 мм и два номинальных размера по длине — 5550 и 5050 мм (рис. XXVII. - 1). Укороченные плиты укладывают по всей ширине здания в двух местах — в его торцах и в местах температурных швов (рис. XXVII. - 2,d), Возможен вариант применения плит только одной длины. В этом случае привязки у торцов иные (рис. XXVII. - 2,г). Плиты номинальной ширины 750 мм предназначены только для укладки у продольных стен здания. Эти плиты, а также плиты шириной 1500 м, симметрично укладываемые относительно осей средних колонн, играют роль распорок между колоннами.
Плиты перекрытий типа2 отличаются от типа1 только расположением и размерами торцевых ребер (см. рис. XXVII. - 2, в, е). Отступы ребер от краев плиты позволяют делать вырезы в полках в местах примыкания к колоннам; пониженная высота ребра позволяет образовать сплошную «щель» над ригелем высотой 250 мм для пропуска трубопроводов и других коммуникаций. Плиты типа 2 имеют только один номинальный размер по длине —5950 мм. Предусматривается, что у, продольных стен укладывают доборные плиты шириной 750 мм типа 1 (на стальные столики, привариваемые к закладным деталям колонн).
Плиты перекрытий крепят к ригелям и между собой сваркой закладных стальных деталей и заливают бетоном, благодаря чему жесткость перекрытия достаточна для того, чтобы ее учитывать при действии горизонтальных усилий.
Лестничная клетка выполняется также из унифицированных железобетонных изделий панелей. Они встраиваются в каркас в разбивочных осях 6X6 м, не нарушая его пространственной устойчивости.
Ключевые слова :
- типы поперечных сечений ригеля : с полками
без полок
- плиты перекрытий ребристые двух типов: типа 1—плиты, укладываемые на полки ригелей;
типа 2 —плиты, укладываемые на верхние
плоскости ригелей
- доборные плиты
XXVIII. Каркасы многоэтажных промзданий с большими пролетами.
Конструктивные системы перекрытий.
Большими пролетами многоэтажных зданий называют пролеты размером 12м и более. В таких зданиях появляется возможность свободно размещать оборудование, легче осуществлять модернизацию производства.
При необходимости увеличения пролетов или полезных нагрузок увеличивается высота ригелей, что нежелательно. Целесообразнее перекрывать большие пролеты безраскосными фермами, в пределах высоты которых устраивать технические этажи. Безраскосные фермы позволяют осуществлять коммуникации в продольном направлении.
При шаге колонн 6м рекомендуемые размеры пролетов, прекрываемых фермами, равны 12, 18, и 24м. Высота технического этажа принимается 3,0 и 3,6м. Фермы выполняют в двух вариантах – железобетонные и стальные.
.Рис. XXVIII -1. Двухэтажный металлический каркас
главного корпуса автомобильного
завода (фрагмент)
При необходимости укрупнения не только пролетов, но и шага колонн, конструктивные системы междуэтажных перекрытий могут решаться тремя способами: в виде системы главных и второстепенных балок или ферм (рис. XXVIII -1); с применением крупнопролетного настила, укладываемого на балки или фермы, располагаемые с укрупненным шагом; с применением пространственных конструкций, например перекрестно-ребристых плит, опирающихся по углам на развитые опоры ( эффективно при сетках опор 24X24 и 36X36)
В многоэтажных производственных зданиях с каркасным несущим остовом системы перекрытий подразделяют на балочные — с ригелями, расположенными либо поперек здания, либо вдоль здания, либо перекрестно, и на безбалочные перекрытия, не имеющие выступающих ребер (ригелей, балок). Балочные с ригелями, расположенными поперек здания, наиболее целесообразны. Но при проектировании иногда возникает необходимость пролеты, перекрываемые ригелями, располагать вдоль здания. А продольное расположение ригелей имеет ряд недостатков. Осложняется обеспечение жесткости каркаса в поперечном направлении: при расположении многоэтажных рам вдоль здания необходимо при проектировании расставить элементы жесткости (связи, диафрагмы, ядра жесткости) в неразгороженных внутренними стенами производственных помещениях; ригель, располагаемый вдоль стен, снижает уровень верха окон на 0,4...0,8 м, т. е. ухудшает освещенность помещения.
Рис. XXVIII -2. Перекрестная укладка настилов в перекрытии:
а — план;
б — разрезы;
в — схема распределения нагрузки на ригели;
г — вариант с ребристыми плитами;
/ — ригель;
2 — распределение нагрузки
Перекрестное расположение ригелей (рис. XXVIII -2) во многих отношениях выгоднее продольного. При такой конструктивной системе отпадают проблемы, связанные с необходимостью обеспечения пространственной жесткости каркаса, т.к. легко осуществима рамная схема в двух направлениях. Упрощается размещение крупногабаритного провисающего оборудования, которое можно располагать непосредственно на ригелях, уложенных в двух направлениях. Снижается нагрузка от перекрытий на каждый ригель: при расположении плит по схеме рис. XXVIII -2, в загрузочная площадь снижается вдвое.
В ряде случаев может возникнуть необходимость применения монолитного несущего остова. В этом случае в промышленном строительстве чаще всего применяются также балочные системы. При монолитном решении плиты составляют одно целое с балками и ригелями. Толщина плит принимается 80... 100 мм. При такой толщине расстояния между балками не превышают 2,4 м; чаще — 1,5...2 м. Монолитные перекрытия устраивают и при применении сборных изделий в виде отдельных монолитных участков.
|
Безбалочные перекрытия состоят из плоской многопролетной железобетонной плиты, опертой через капители на колонны, которые обычно располагаются в квадратной сетке (или близкой к квадрату в плане). Безбалочными перекрытия названы из-за отсутствия выступающих ребер-ригелей. Их роль выполняют участки плит (шириной 0,2...0,3 от пролета), расположенные между колоннами. Эти участки, называемые междуколонными или надколонными, (рис. XXVIII -3). Безбалочная конструкция работает в двух направлениях.
При монолитных плитах сетки колонн зданий не обязательно должны иметь унифицированные размеры. При применении же сборных и сборно-монолитных безбалочных конструкций унификация геометрических параметров обязательна.
Рис. XXVIII -3. Безбалочные перекрытия:
а — схема статической работы ячейки плиты перекрытия;
б — типы капителей безбалочных перекрытий;
/ — колонны; 2 — капитель;
3 — направления изгиба средней части плиты;
4 — то же, между колонной части плиты шириной, равной с
Сборные безбалочные каркасы состоят из четырех элементов: колонн высотой в один этаж; железобетонных капителей; междуколонных (или надколонных) плит; средних плит. Каждая колонна имеет консоль, на которой закрепляется капитель пирамидальной формы — для опирания на нее междуколонных плит . Более простое решение имеет сборно-монолитное безбалочное перекрытие с плоскими капителями и с междуколонными плитами, расположенными в одном направлении
От того, какой тип безбалочных перекрытий применен, зависит привязка наружных стен к разбивочным осям здания (рис. XXVIII -4). В этом случае нужно обратить внимание на то, что междуколонная плита является плоским ригелем (рис. XXVIII -3), и ее поперечное сечение необходимо или сохранять, или заменять на другие решения.
Рис. XXVIII -4. Устройство опирания плиты по краю : а —опирание на несущую стену; б — на железобетонную обвязку; в — консольное решение по периметру; г — на междуколонную плиту; д — то же, на специальную усиленную, укороченную плиту вдоль продольных стен
Ключевые слова:
- безраскосные фермы
- системы главных и второстепенных балок (ферм)
- балочные и безбалочные перекрытия
- монолитные перекрытия
XXIX. Конструкции стен одноэтажных и многоэтажных промзданий.
Стеновые ограждения одноэтажных зданий могут быть несущими, самонесущими, навесными. Одновременно их подразделяют на утепленные и неутепленные.
Несущие стены чаще всего применяют в бескаркасных гражданских и некоторых промышленных зданиях. В промышленных сооружениях несущие наружные стены используют в основном при небольших пролетах. Материалом для несущих стен служит кирпич, мелкие и крупные блоки, реже— природный камень. Утепленные несущие стены отличаются от неутепленных повышенной толщиной или добавлением теплоизолирующего слоя, находящегося снаружи или внутри стены. Если на стену из штучных материалов толщиной менее 500 мм устанавливают балки или фермы, то в местах их опирания устраивают пилястры. По верху таких несущих стен иногда укладывают железобетонный пояс.
Самонесущие стены в отличие от несущих не воспринимают никакой нагрузки, кроме собственного веса и сил ветрового напора. Эти стены устанавливают на фундаментные балки или собственные фундаменты и располагают рядом с несущими колоннами, к которым крепятся гибкими связями, расположенными по высоте колонн (рис. XXIX -1, XXIX -.2). Такие связи не препятствуют усадке стены и в то же время не позволяют ей отделиться от колонны.
Рис. XXIX -1. Стеновые ограждения блочные in панельные:
в — крепления стеновых панелей к колонне с применением уголков; г — то же, с применением гибкого анкера и пластинки-фиксатора; д — с помощью скобы и крюка (скрытое); е — стеновая панель для неотапливаемых зданий железобетонная плоская;
ж — то же, ребристая;
|
Рис. XXIX -.2. Схема раскладки крупных блоков |
Ненесущие стены выполняются, как правило, из навесных панелей, которые могут монтироваться в виде горизонтальных, а также и вертикальных элементов. В первом случае панели крепятся непосредственно к колоннам, во втором — к ригелям, которые в свою очередь прикрепляют к колоннам. Материалом для навесных панелей может служить железобетон, легкий бетон (керамзитобетон, пенобетон и т. п.), металлический листовой материал, асбестоцементные плиты и т. п. Эти конструкционные материалы комбинируют с утеплителями разного рода, если стены должны быть утеплены, или применяются без утеплителя в неутепленных стенах. Железобетонные неутепленные панели изготовляют плоскими, номинальной длины в 6 м и ребристыми длиной 12 м.
Утепленные стеновые панели выпускают обычно трехлойными, со средним слоем из легкого и двумя поверхностными слоями из тяжелого бетона.
Помимо легкобетонных применяют также панели, обшитые плоскими асбестоцементными листами
Большое распространение получили трехслойные, утепленные пенополистиролом и обшитые оцинкованной профилированной сталью толщиной 0,8 мм Такие панели, занимая вертикальное положение, крепятся к горизонтальным ригелям, прикрепленным к колоннам. Номинальная ширина таких панелей 1 м, длина — до 7,2 м.
В тех случаях, когда вертикальные панели проектируют как неутепленные, их можно выполнить из асбестоцементных листов усиленного или унифицированного профилей.
Наружные стены в многоэтажных зданиях решаются навесными и являются заполнением каркаса. Панельные наружные стены в каркасных многоэтажных зданиях выполняются двух разновидностей: однослойные керамзитобетонные панели толщиной 300... 350 мм ленточной разрезки или с разрезкой (размером) на высоту этажа; многослойные панели с внутренними и наружными слоями из железобетона и эффективным утеплителем в виде плит пенополистирола, пеностекла и др., главным образом размером на высоту этажа.
Приемы членений и привязок наружных ограждений каркасных зданий обеспечивают необходимую пластичность стен и разнообразие объемно-планировочных решений — организацию западов, сдвигов, поворотов, смещений, перепадов по высоте (рис. XXIX - 3).
рис. XXIX -.3Принципы образования отдельных фрагментов фасада
Панели наружных стен опираются на специальные элементы перекрытия — фасадные распорки или фасадные ригели — и крепятся к железобетонному каркасу с помощью монтажных сварных соединений. В отдельных случаях предусматривается использование стальных фахверков.
Принятые номенклатура изделий, конструктивные решения панелей и узлов их соединения ориентированы на устройство наружных ограждающих конструкций для высот этажей до 4,8 м.
Конструкции панельных наружных стен производственных зданий приведены на рис. XXIX - 4.
Для придания архитектурной выразительности используют различные облицовки панелей, в частности керамической плиткой, стеклянной плиткой—«ириской» или различными присыпками— гранитной или мраморной крошкой, эрклезом и т. д.
Рис. XXIX - 4. Стеновые панелипроизводственных многоэтажных зданий:
а — раскладка панелей; б—г — креплення к колоннам :
б — на относе, наупорах и болтах;
в — на опорный столик; г — подвеска на уголках);
/-панели;2 —кронштейны распорного болта;
3 — распорный болт;
4 — упор;
5 —колонны; 6 — накладные детали;
7— опорный столик; 8 — сварные швы;
9 — элементы крепления
Ключевые слова :
- несущие, самонесущие, навесные стеновые ограждения
- утепленные и неутепленные стеновые ограждения
- применение гибкого анкера и пластинки-фиксатора
- однослойные и многослойные панели
- фасадные распорки или фасадные ригели
- раскладка панелей
XXX. Светопрозрачные вертикальные ограждения промпредприятий.
Переплетные конструкции ограждений.
К светопрозрачным вертикальным ограждениям относят окна, балконные двери, витражи и витрины. Основное назначение светопрозрачных ограждений — обеспечить необходимую освещенность помещений, их инсоляцию, а также связать внутреннее пространство зданий с внешней средой.
Светопрозрачные ограждения являются одним из важнейших элементов зданий, влияющих на архитектурно-художественное решение, поэтому к светопрозрачным ограждениям предъявляют повышенные эстетические требования. Также они должны обладать тепло- и звукоизоляцией, водо- и воздухонепроницаемостью и вместе с тем обеспечивать естественную вентиляцию помещений. Конструкция светопрозрачных ограждений должна быть проста в монтаже и ремонте .
Светопроемы имеют в три-четыре раза более низкую теплоизоляционную способность, чем стены. Светопроемы обладают меньшей звукоизоляционной способностью, чем стены, поскольку их масса существенно меньше и они недостаточно герметичны. Герметизация с целью защиты от шума усложняет конструкцию.
В качестве светопропускающих материалов для светопрозрачных ограждений используют силикатные стекла в виде листов (оконное, витринное, тепло- и солнцезащитное и др.) и изделий (стеклопакеты, стеклоблоки, стеклопрофилит). В зависимости от вида креплений стекла в ограждении, его конструкция решается с переплетами Или без них (беспереплетная).
Переплет — это каркас (из деревянных брусков, стальных, алюминиевых или пластмассовых профилей, из железобетона или легкого армированного бетона), которым заполняют оконные проемы и к которому осуществляют крепление листовых стекол и стеклопакетов (рис. XXX -1).
Рис. XXX -1. Заполнение оконного проема:
/ — оконная коробка; 2 — гидроизоляция оконной коробки;3 — конопатка; 4 — железобетонная перемычка; 5 —форточка; 6 — оконный откос ; 7 — подоконная доска; 8 — ниша подоконного отопительного прибора; 9 — створка оконного переплета; 10 — ветроостанов; 11 -шпингалет; 12 - подоконный наружный слив;13 — деревянная пробка в стене для крепления коробки; 14 — оконная четверть; /5 — штангафрамуги; 16 — фрамуга
Переплет должен обладать достаточной прочностью и жесткостью для восприятия механических усилий (масса стекла, ветровые нагрузки, вибрация стекла от движения транспорта, открывание переплета и др.) и не давать перекосов которые могут разрушить стекло. Сечение переплета, а также толщину стекла определяют расчетом. Обычно переплеты с площадью светопрозрачной поверхности до 1 м2 остекляют стеклом толщиной 2,5...3 мм, а с площадью более 1 м2 — стеклом толщиной не менее 4 мм.
Для установки и возможности закрепления стекла в обвязках переплетов предусматривают фальцы. В стальных и алюминиевых переплетах, а для стеклопакетов и в деревянных положение стекла площадью более 0,2 м2 фиксируется посредством прокладок (из дерева, пластмассы, морозостойкой резины), Их величина и расположение зависят от размеров стекла и способа открывания переплета.
Стекло закрепляют по всему периметру к переплету посредством штапиков, шпилек, кляммер или профилей из озоно- и морозостойкой резины
Одновременно с закреплением стекла производят герметизацию стыка стекла с переплетом уплотнителями и мастиками, предотвращающими проникновение через него дождя, снега, ветра, звука и запаха. Выбор вида закрепления стекла, а также уплотнение и герметизация стыка определяется материалом и конструкцией переплета, размерами стекла, назначением здания и характером эксплуатации светопрозрачных ограждений.
Остекленные переплеты можно непосредственно крепить к стенам. В этом случае их называют глухими, т. е. неоткрывающимися. Чтобы переплеты могли открываться, их шарнирно крепят на раме из того же материала, что и переплет, но больших размеров, которую называют коробкой, а открывающийся переплет — створкой. Коробка с переплетом представляет оконный блок (рис. XXX -1). В оконных блоках предусматривают вертикальные бруски-импосты или горизонтальные средняки, которые увеличивают жесткость блоков при ветровом напоре, а также при открывании створок. Стык створок между собой и коробкой называется притвором. От продувания притворы перекрывают нащельниками или четвертями.
Обычно ширина и высота переплетной конструкции меньше соответствующих размеров светового проема, для которого она предназначена (рис. XXX -2).
Способы крепления зависят от размеров светопрозрачной конструкции и материала переплетов. Крепления должны быть прочными, долговечными, с требуемым пределом огнестойкости. Вслед за креплением стыки между светопрозрачными и строительными конструкциями заполняют утепляющими материалами (антисептированной паклей, жгутом из отходов синтетических волокон и др.) и перекрывают нащельниками в соответствии с материалом переплетов из дерева, алюминия, стали (рис. XXX -2).
Рис. XXX -2.Креплениедеревянных оконных блоков и блоков балконных дверей к стенам и герметизация стыков:
а—окно; б—балконная дверь;
/—оконная коробка;2—коробка балконной двери;
3—нащельник;4—слойтоля;5—конопатка (смоляная пакля или войлок,смоченный в гипсовом растворе);6—стена (панельная);
7—утепляющая прокладка;
8 — мастика; 9 — антисептированная деревянная пробка;
10 — костыль; 11 — слив из оцинкованной стали
Конструкции с двумя рядами остекления решают в раздельных переплетах, в спаренных или в одинарном, застекленном стеклопакетом .
Конструкции светопрозрачных ограждений с тройным и четверным остеклением устраивают комбинированного типа (рис. XXX -3.). Переплеты со стеклопакетами всегда размещают со стороны помещения. Конструкции шумозащитных окон имеют тройное остекление с более тщательной герметизацией притворов и звукопоглощающие обкладки в межстекольном пространстве по всему периметру окна.
Помимо дерева, алюминия, стали для изготовления переплетов используют полимерные материалы и железобетон ( применяется в безлесных районах).
Чтобы конструкция переплетов отвечала максимально большим требованиям, ее зачастую выполняют не из одного, а из двух материалов, используя свойства каждого из них (деревоалюминиевые, сталедеревянные, сталеалюминиевые переплеты и др.).
Рис. XXX -3. Схемы оконных блоков комбинированного типа:
а — с тройным остеклением; б — с четверным остеклением; / — переплет с одним стеклом; 2 коробка; 3 — спаренный переплет; 4 - переплет с двойным стеклопакетом; 5 — переплет тройным стеклопакетом
Ключевые слова:
- фальцы, штапик , шпильки, кляммер - бруски-импосты и
- глухие переплеты горизонтальные средняки
- герметизация стыка стекла с переплетом - оконная коробка
- нащельник - шумозащитные окна
XXXI. Конструкции окон витражей и витрин. Конструкции беспереплетных ограждений.
Переплетная конструкция окон в общественных и промышленных зданиях может быть глухой и створной. Створные части решают в виде фрамуг, подвешенных к рамам на верхней, нижней или средней горизонтальных осях. Открывание и фиксацию фрамуг осуществляют приборами с ручным или механическим приводом.. Распашные створки для аэрации помещении устанавливают только до высоты, доступной для ручного открывания, а также для обеспечения промывки стекол.
. Выбор материала для переплетов определяется особенностями режима производства. Стальные переплеты используют в основном в зданиях с сухим и нормальным режимами в помещениях; при наличии агрессивных сред целесообразнее применять алюминиевые конструкции окон. Деревянные переплеты используют в промышленных зданиях с сухим нормальным температурно-влажностным режимом
Рис. XXXI -1. Окна из гнутосварных стальных профилей:
/ — нащельник; 2 — глухой переплет; 3 — сухарь с шагом 1200; 4 — мастика; 5 — резиновые профили для уплотнения притвора; 6 — нащельник притвора; 7 — утеплитель; 8 — слив; 9 — переплет фрамуги; 10— крепежные резиновые профили; // — стеклопакет; 12 — подоконная плита
Самые экономичные по расходу стали переплеты из холодногнутых тонкостенных профилей Г-, Т- и Z-образного сечения, выполняемые из листовой оцинкованной стали толщиной 0,8 мм для двойных раздельных переплетов и толщиной 1,0 мм для одинарных Широкое применение находят и переплеты с цельноформованным гнуто-сварным замкнутым профилем, изготавливаемым из рулонной холоднокатаной стали толщиной 1,8 мм (рис. XXXI -1).
При ленточном остеклении крепление деревянных оконных блоков осуществляется к перемычечным и подоконным панелям посредством стальных уголков, закрепляемых к стенам дюбелями или сваркой с закладными деталями. Вертикальные нагрузки от блоков передаются на стену через деревянные прокладки, которые предусматривают в горизонтальных швах под вертикальными стойками оконных блоков.
Для заполнения оконных проемов промышленных зданий могут быть использованы светопропускающие плоские или волнистые листы из полимерных материалов. Их применяют в обшивных стенах из асбестоцемента или из профилированного алюминия или стали. Крепление полимерных листов аналогично креплению стеновых.
Витражи и витрины возводят из индустриальных элементов, размеры которых кратны укрупненному модулю ЗМ (300 мм), с одинарным, двойным и тройным остеклением в зависимости от климатических условий и параметров внутренней среды помещений.
Переплеты витражей и витрин часто называют каркасом, который может быть стальным, деревянным и алюминиевым. Витражи и витрины с двойным раздельным остеклением подразделяют на проходные и непроходные. Проходные конструкции — глухие. В непроходных витражах (витринах) одно из светопрозрачных ограждений проектируют глухим, а другое — целиком створное. Расстояние между наружным и внутренним ограждением принимают не более 150 мм. Непроходные конструкции в сравнении с проходными имеют меньшую световую активность и больший расход металла.
Для защиты витражей и витрин от конденсата и обледенения внутреннюю конструкцию остекления тщательно герметизируют от проникновения в межстекольное пространство увлажненного воздуха из помещения.
Конструкции витражей и витрин можно устанавливать на отметке пола первого этажа, но не ниже 0,3 м от уровня тротуара.
По приемам изготовления и монтажа конструкции витражей и витрин проектируют рамными (панельными), линейными и рамно-линейными.
При креплении каркаса витражей и витрин к остову здания учитывают кроме ветровых нагрузок температурные деформации конструкций, осадку здания, прогибы и колебания козырьков и др., поэтому узлы крепления осуществляют скользящими или гибкими.
Ограждения из стеклопрофилита и стеклоблоков применяют как в гражданском, так и в промышленном строительстве для заполнения отдельных оконных проемов, ленточного остекления и целиком стены.
Стеклопрофилит выпускают ребристого, швеллерного и коробчатого типов из бесцветного и окрашенного стекла. Максимальная длина швеллерного профиля 3,6 м, а коробчатого — 4,2 м. Стеклопрофилит устанавливают в ограждениях вертикально, но в окнах не исключена возможность горизонтальной его установки
Вертикальные швы между отдельными элементами стеклопрофилита герметизируют эластичными профилями из озоно- и морозостойкой резины. Все швы и стыки защищают от увлажнения гидроизоляционной мастикой. Для исключения передачи на стекло усилий, вызываемых в конструкциях температурными и другими деформациями, в сопряжениях стеклопрофилита с обвязкой предусматривают компенсационные зазоры не менее 10 мм.
При установке светонаправляющих стеклоблоков увеличивают глубину естественной освещенности помещений. Поскольку ограждения из стеклоблоков имеют высокую воздухонепроницаемость, они желательны в зданиях, расположенных в районах с сильными и продолжительными ветрами. Сопротивление теплопередаче стеклоблочных ограждений соответствует двойному остеклению в спаренных деревянных переплетах.
Стеклоблочные ограждения по сравнению с ограждениями из других стеклоизделий имеют наибольшую огнестойкость.
Площадь стеклоблочных ограждений ограничивается 15 м2 при максимальном размере одной из сторон 6 м. Ограждения больших площадей необходимо расчленять температурными швами, прокрашенными водостойкими красками и мастиками.
Рис. XXXI -2. Ограждения из стеклоблоков:
1 — стекложелезобетонная панель; 2 — колонна; 3 — эластичный уплотнитель; 4—мастика; 5 — арматура между стеклоблоками; 6- стена
Чтобы исключить действие на стеклоблоки усадочных и термоупругих деформаций, возникающих в материале швов и обвязке панели в результате температурных перепадов при эксплуатации, в местах контакта стекла с раствором или бетоном предусматривают эластичный гидроизоляционный слой (рис. XXXI -2).
Беспереплетные конструкции из листового стекла применяют в витражах и витринах для наружного остекления. В этой конструкции только горизонтальные края стекол имеют стальную или алюминиевую обвязку, а вертикальные края стекол укрепляют стеклянными полосами — ребрами жесткости. Ребра жесткости устанавливают перпендикулярно ограждающему стеклу с обеих сторон вертикальных стыков. Вертикальные кромки как ограждающих стекол, так и ребер жесткости шлифуют. Крепление стекла к ребрам осуществляют скрытыми болтами.
Ключевые слова:
- глухая и створная конструкции окон - стеклопрофилит
- ленточное остекление - стеклоблоки
- светопропускающие плоские или волнистые листы -беспереплетные конструкции из
- проходные и непроходные витражи листового стекла
- рамные , линейные и рамно-линейные конструкции витражей
XXXII. Ворота промышленных зданий
Воротапредусматривают для проезда средств транспорта и прохода людей. Кроме этого, ворота служат важным композиционным элементом при решении архитектуры фасадов.
Расстояние между воротами устанавливают исходя из технологических требований и условий эвакуации людей из помещений. Размеры ворот увязывают с габаритами транспортных средств и перемещаемых грузов. Так, для автомобильного транспорта различной грузоподъемности размеры ворот принимают 3x3; 3,6x3; 3,6x3,6 и 3,6x4,2 м, а для железнодорожного транспорта узкой и нормальной колеи - 4,2x4,2 и 4,8x5,4 м. Для пропуска электрокаров устраивают ворота размером 2,4x2,4 м.
В зависимости от принципа действия ворота подразделяют на распашные откатные и подъемные (рис. XVIII—6). а)
Рис. XVIII-6. Основные типы ворот промышленных зданий:
а - распашные;
б - откатные;
в - подъемные;
г - раздвижные;
д - раздвижные складчатые;
е - подъемно-поворотные
В свою очередь, распашные ворота могут быть распашными складчатыми, в которых одно из полотен разделено на две части, складывающиеся по вертикальной оси при открывании. Откатные ворота могут иметь одно отодвигающееся в сторону полотно или два полотна, отводящиеся при открывании в разные стороны. Иногда откатные ворота выполняют раздвижными складчатыми, когда полотна дополнительно складываются по вертикальной оси. В подъемных воротах различают подъемно-складчатые, подъемно-поворотные и телескопические разновидности конструкций открывания. Выбор способа открывания ворот зависит от интенсивности движения транспорта, размеров пространства перед воротами для открывания и требуемой степени герметизации помещений. Все виды ворот могут быть выполнены с ручным или механизированным открыванием. Для районов с суровым и холодным климатом (расчетная темпера-тура ниже -40°С) разработаны специальные варианты конструкций ворот.
Распашные ворота применяют в зданиях различного назначения для проезда безрельсового и рельсового транспорта в с категориями производств пожарной опасности В, Г и Д. Распашные ворота не допускается применять в зданиях с агрессивной средой и в качестве противопожарных. Ворота состоят из рамы, петель и полотна с приборами для открывания.
Типовые распашные ворота разработаны для координационных размеров проемов ворот (ширина х высота): для ворот из трубчатого профиля - 3x3; 3,6x3,6; 4,2x4,2 и 4,8x5,4 м; для ворот из панелей "сэндвич" -ЗхЗ; 3,6x3,6 и 4,2x4,2; из досок - 3,6x3,6; 4,2x4,2 и 4,8x5,4; ворот клее-фанерных - 2,4x2,4 и 3x3 м.
Рис. XVIII-7. Распашные ворота:
а - из трубчатого профиля;
б - из панелей типа "сэндвич";
в - из досок;
г - клее-фанерные;
/- калитка;2- створка;
3 - рама; 4- петля
Откатные ворота применяют в зданиях для проезда рельсового и безрельсового транспорта с интенсивностью движения 50-100 циклов в сутки. Их можно устраивать в угловых пролетах, а также в пролетах, имеющих шаг колонн 12 м. Откатные ворота с открыванием полотен в две стороны (раздвижные ворота) обладают большей надежностью, долговечностью и пропускной способностью.
Все типы откатных ворот, как правило, выполняют из легких несущих элементов рам и полотен. Рамы и обвязку полотен выполняют из гнутых профилей или из прямоугольных труб, а полотна из легких панелей типа "сэндвич", профилированных листов и др.
Откатные ворота с ручным открыванием (время открывания не более 60 секунд) с применением гнутых профилей состоят из полотна, монорельса, двух кареток, уплотнительных профилей и колесоотбойников (рис. XVIII-8). Полотно заполняется трехслойными панелями, несущей частью ворот является балка козырька, к которой крепится монорельс. Полотно подвешивают к кареткам, которые установлены на монорельсе и обеспечивают катание полотна. По периметру проема ворот устанавливают обрамление из металлических профилей с уплотнительной резиной, которые, взаимодействуя с утеплительными профилями полотна, обеспечивают герметичность. Конструкция ворот устанавливается с наружной стороны стены здания и занимает два шестиметровых шага.
Откатные ворота могут иметь размеры 3x3; 3,6x3,6; 4,2x4,2 и 4,8х х5,4 м. Их, как и распашные, не разрешается применять в зданиях с агрессивной средой и в качестве противопожарных.
Рис. XVIII-8. Откатные применением гнутых профилей из тонколистовой стали:
/ - полотно ворот; 2 – колесоотбойник;
3 - монорельс с приводом; 4 - козырек 5- направляющая;
6- элементы обрамления; 7- уплотнитель;
8- элемент крепления; 9 - прокладка;
10 - стойка фахверка ;11 - стойка рамы ворот.
Ворота подъемного типа применяют в условиях большой интенсивности движения транспорта (около 100 циклов в сутки). По сравнению с распашными и откатными воротами тех же размеров на их открывание (закрывание) в ручном режиме требуется меньшее усилие (не более 15 кг). Из числа различных типов подъемных ворот наибольшее применение получили подъемно-складчатые с полотнами из панелей типа "сэндвич", клеефанеры и досок.
В условиях весьма интенсивного движения применяют ворота распашного, откатного и подъемного типов с механизированным открыванием, автоматическим управлением и воздушно-тепловыми завесами (автобусные, троллейбусные парки, трамвайное депо и др.). Механизм привода в таких конструкциях ворот размещают в верхней части ворот на внутренней или наружной поверхностях стены. Внутренний привод допускается во невзрывоопасных помещениях. Ворота подобного типа не считаются эвакуационным выходом.
Ключевые слова :
- по принципу действия: распашные, откатные и подъемные раздвижные; раздвижные
складчатые; подъемно-поворотные
- рама ,створка, калитка , петля
XXXIII. Лестницы, пандусы, подъемно – транспортное оборудование производственных и общественных зданий промпредприятий.
Лестницы предназначены для обеспечения вертикальной связи помещений, находящихся на разных уровнях, и для использования в качестве аварийных путей эвакуации.
По назначению различают: основные, или главные, — общего пользования; вспомогательные — чердачные, подвальные, запасные служебные, пожарные, аварийные; входные.
По расположению в здании лестницы различают: внутренние закрытые — в лестничных клетках; внутренние открытые — в парадных вестибюлях, холлах, а также некоторые виды вспомогательных; внутриквартирные, служащие для связи жилых помещений в пределах одной квартиры при расположении ее в двух-трех уровнях; наружные.
Каждая лестница состоит из наклонных маршей и горизонтальных лестничных площадок, этажных и промежуточных (рис. XXXIII - 1.).
Лестничные марши представляют собой ряд ступеней, опирающихся на наклонные плиты или ребра; соответственно конструкцию маршей называют плитной или ребристой. Ребра — наклонные балки — могут располагаться под ступенями или окаймлять их. В первом случае балки называют косоурами, во втором — при врезке ступеней в боковые поверхности балок— тетивами. В зависимости от количества косоуров марши называют одно- или двухкосоурными; соответственно формы их поперечных сечений Т- или П-образные. Форма сечения с тетивами Н-образная.
Рис, XXXIII - 1. Сборные железобетонные лестницы:
а — мелкоэлементная железобетонная лестница на косоурах; б — крупноэлементная лестница из отдельных площадок и маршей; в — то же, с маршами, совмещенными с полуплощадками; г — то же, с маршами в объемном блоке лестничной клетки; / — ступени; 2 — косоуры; 3 — балки; 4 — плиты; 5 — марши; 6 — площадки; 7 — марш с полуплощадкой; 8 — дополнительная плита полущющадки; 9 — ригель
По материалам лестницы различают: деревянные, бетонные, железобетонные, из естественных камней, металлические.
По способам изготовления различают сборные и монолитные лестницы. Сборные могут быть крупно- и мелкоэлементными (из отдельных ступеней, балок и плит)
Ступени подразделяются на рядовые и фризовые, примыкающие к площадкам. Горизонтальная плоскость ступеней называется проступь, вертикальная — подступенок.
Размеры ступеней устанавливают по эмпирической формуле: 2А+В = 57О...64О мм. Этому условию соответствуют стандартные уклоны лестницы: 1:2; 1 : 1,5; 1: 1J5; 1 : 1,25. В зависимости от назначения лестниц величина уклонов нормирована. Наибольшее распространение для основных лестниц получили ступени с размерами 150X300 мм (уклон 1:2).
Шириной марша называют расстояние от стены до ограждения (перил) лестницы или расстояние между двумя ограждениями. По количеству маршей в пределах одного этажа лестницы подразделяют на одномаршевые, двухмаршевые, трехмаршевые, четырехмаршевые. Применяются также лестницы с перекрещивающимися маршами, с забежными ступенями, винтовые, криволинейные, комбинированные.
Рис. XXXIII - 2. Пандусы:
а — схемы устройства пандусов (/ — двухмаршевый пандус с прямым переходом; // -— винтовой пандус; /// — двухмаршевый с винтовым переходом; IV — комбинированный пандус с использованием лестницы); б — конструкция пандуса с одной средней опорой; в — то же, с одной консольной опорой; / — опора; 2 — наклонная несущая плита; 3 — поверхность чистого пола
Пожарные и аварийные лестницы в общественных и жилых зданиях выносят наружу. Пожарные лестницы на крышу делают прямыми и не доводят до уровня земли на 2,5 м
Ограждение лестничных маршей и лестничных площадок основных лестниц в зданиях всех типов делают высотой 0,9... 0,95 м из металла и крепят их либо со стороны боковой плоскости марша (или площадки), или со стороны проступи.
Для связи между различными уровнями и этажами в общественных и промышленных зданиях наряду с лестницами используют пандусы — плоские наклонные конструкции без ступеней. Пандусам придают уклон от 5 до 12° .
Пандусы могут быть одно- и двухмаршевые, прямо- и криволинейные в плане (рис. XXXIII - 2). Отдельно стоящие пандусы устраиваются на собственных опорах. Чистый пол пандусов должен иметь нескользкую поверхность (асфальтовый, цементный, из релина, мастичный и др.).
Ключевые слова :
- основные и вспомогательные лестницы
- внутренние и наружные лестницы
- плитная или ребристая конструкция маршей
- сборные и монолитные лестницы
- крупно- и мелкоэлементные лестницы
- пожарные и аварийные лестницы
XXXIV. Классификация перегородок. Требования к перегородкам. Стационарные перегородки.
Перегородки являются самонесущей ограждающей конструкцией. Они должны иметь минимальную толщину и массу и вместе с тем обладать прочностью, жесткостью и устойчивостью, возводиться индустриальными методами при низкой стоимости. В зависимости от условий эксплуатации к ним предъявляют требования звукоизоляции, гвоздимости, водостойкости, паро- и газонепроницаемости.
Индустриальные перегородки бывают панельной, каркасной и каркасно-панельной конструкции. Панельные наименее трудоемки.
По звукоизоляционным свойствам различают акустически однородные (выполняют из различного рода бетонов, кирпич, естественные камни) и акустически неоднородные перегородки (имеют слоистую конструкцию из нескольких материалов с различными плотностями).
По условиям эксплуатации перегородки классифицируют на стационарные, сборно-разборные и трансформируемые.
Стационарные перегородки устанавливают на весь срок эксплуатации здания. В одноэтажных зданиях их опирают на подстилающий слой пола или на балки (фундаментные, балки перекрытия над подпольем), а в многоэтажных – на несущие конструкции перекрытий. Устойчивость перегородок обеспечивают их крепленем к стенам и перекрытиям.
Стационарные перегородки возводят панельной, каркасной, каркасно-панельной конструкции и из мелких элементов.
Панельные перегородки . Для производственных зданий применяют асбестоцементные экструионные панели толщиной 60,120 и 140мм, шириной 0,3 и 0,6м, а длиной от 3,3м до 6м.
Они имеют высокую степень заводской готовности и монтируют их без кранов, устанавливая вертикально или горизонтально.
Каркасные перегородки собирают на месте их установки из отдельных элементов. Каркас из деревянных брусков, асбестоцементных, стальных или алюминиевых профилей коробчатого, швеллерного или двутаврового сечений обшивают сухой штукатуркой, древесно-волокнистыми, асбестоцементными, профилированными стальными или алюминиевыми листами, полимерными материалами и др. Между обшивками размещают звукоизоляционные материалы( рис. XXXIV).
Рис. XXXIV. Каркасная перегородка:
а — горизонтальное сечение по перегородке; б --вертикальное сечение по перегородке; в — крепление обшивок перегородки к стойкам каркаса и разделка стыков; / — дюбель через 300 . . . 600 мм; 2 — стойка каркаса из кровельной оцинкованной стали; 3 — сухая гипсовая штукатурка (возможна сухая гипсовая штукатурка с декоративной лицевой поверхностью); 4 — звукоизоляционный материал; 5 — уплотнитель; 6 —зачеканка мастикой; 7 — горизонтальные направляющие; 8 — шурупы с шагом 750 мм; 9 — шпаклевка по перфорированной бумажной клеящей ленте; 10—нащельник; //—плинтус
Каркасно – панельной конструкции проектируют при наличии панелей с недостаточной жесткостью и при разделении крупных помещений с большой высотой. Стойки каркаса обеспечивают перегородке устойчивость. Наиболее часто этот вид перегородок встречается в производственных зданиях для возведения разделительных перегородок. Нижняя часть перегородок – самонесущая, а верхняя – навесная. Панели размером 6X1,8 и 6X2,40 м из легкого, тяжелого или ячеистого бетонов опирают на обрезы фундаментов колонн, а из фибролита и гипсобетона — на фундаментные балки.
Перегородки из мелкосборных элементов (характеризуются большой трудоемкостью возведения и их применяют в исключительных случаях, обоснованных технико-кономическими расчетами). Кирпичные перегородки могут иметь толщину 65 мм (межкомнатные), 120 мм (межквартирные) и 250 мм. Перегородку толщиной в четверть кирпича армируют полосовой сталью 1,5X2,5 мм, которую укладывают в горизонтальные швы через три ряда кирпича или в горизонтальные и вертикальные швы через 525 мм. Перегородки из гипсошлакобетонных плит, пенобетонных и гипсокамышитовых, а также из керамических блоков, шлакобетонных и других выкладывают с обязательной перевязкой швов.
Ключевые слова:
- панельные перегородки
- каркасные перегородки
- каркасно-панельные перегородки
- конструкция из мелкосборных элементов
XXXV. Сборно-разборные и трансформирующиеся перегородки.
Индустриальные сборно-разборные перегородки предназначают для зданий, требующих частой перепланировки помещений. Их можно многократно монтировать и демонтировать, вручную или с использованием средств малой механизации. Монтаж производят без мокрых процессов, не нарушая целостности пола, стен, потолков помещений и режима эксплуатации зданий. Их конструкция может быть панельной, каркасной и каркасно-панельной. От стационарных перегородок они отличаются крепежными
элементами.
В сборно-разборной конструкции, как правило, выполняют перегородки-ширмы гражданских зданий (в конторах, банках) и выгораживающие перегородки промышленных зданий. Выгораживающие перегородки высотой 1,8 …3,6м состоят из металлических стоек и щитов. Нижнюю часть щитов обшивают профилированными стальными асбестоцементными листами, а верхнюю заполняют стеклом или металлической сеткой.
Трансформируемые перегородки предназначают для временного разделения помещений. Они имеют обычно каркасную конструкцию. Легкие перегородки - подвешивают к потолку или стенкам-балкам .Перегородки с большой массой опирают на пол .Движение перегородок осуществляется по направляющим посредством роликов. Конструктивный тип трансформируемых перегородок зависит от их назначения, условий эксплуатации, строительных материалов (рис. XXXV).
Прямораздвижные и откатные перегородки могут закрывать проемы любых размеров. Перегородка двигается целиком или отдельными панелями вдоль своей плоскости. Перегородки с шириной до 6...9 м и высотой до 3 ... 4 м выполняют из столярных сплошных или каркасных полотен. Прямораздвижные и откатные перегородки больших размеров (в спортивных, зрелищных залах и других помещениях) выполняют со стальным или алюминиевым каркасом, который в зависимости от величины перегородки и воспринимаемых нагрузок может решаться и в виде пространственной решетки.
Подъемные перегородки наибольшее применение находят в качестве противопожарных занавесов в театрах. Подъемные перегородки опускаются и поднимаются с помощью системы блоков и противовесов (подобно лифтам) автоматически при возникновении опасности пожара.
Шарнирно-складывающиеся перегородки, если они собираются из узких щитков (шириной не более 160 мм), выполняемых из столярной плиты, не должны превышать 2,7 м как по высоте, так и по ширине. Их всегда «подвешивают». Перегородки больших размеров выполняют из створок каркасной конструкции и опирают на пол. Как правило, шарнирно складывающиеся перегородки достаточно звукопроницаемы, поскольку полностью герметизировать швы соединения створок не удается.
Гармончатые мягкие перегородки предназначают для проемов высотой не более 3,1 м. Они имеют деревянный или металлический каркас, обшитый искусственной кожей со звукоизолирующим слоем
Гармончатые жесткие перегородки устраивают одинарными и двойными. Последние имеют лучшие звукоизоляционные свойства. Перегородки выполняют из деревянных столярных, фанерных или древесно-стружечных щитов-створок высотой 2 ... 3,1 ми шириной 250... 600 мм. Щиты соединяют сплошными рояльными петлями, тесьмой или полосками, искусственной кожи.
Поскольку стекло характеризуется низкой огнестойкостью, не разрешается устраивать стеклянные перегородки в помещениях, расположенных на путях эвакуации, а также в производственных зданиях с производствами категорий А, Б и Е.
Стекло применимо и в стационарных перегородках, и в сборно-разборных, и в трансформируемых (раздвижных, откатных, шарнирно-складывающихся). Нижняя часть всех стеклянных перегородок на высоту не менее 0,2 м выполняется глухой из непрозрачных материалов.
Конструктивное решение перегородок из стеклоблоков и стеклопрофилита аналогично заполнению оконных проемов из этих материалов, а конструкции перегородок из листового стекла и стеклопакетов — конструкциям витражей и витрин с каркасом из деревянных брусков, алюминиевых и стальных профилей.
Рис. XXXV. Виды трансформируемых перегородок:
а — прямораздвижные;
б — откатные;
в— шарнирно складывающиеся;
г – гармончатые жесткие;
д — гармончатые мягкие
Ключевые слова:
- выгораживающие перегородки
- трансформируемые перегородки: прямораздвижные
откатные;
шарнирно складывающиеся;
гармончатые жесткие;
гармончатые мягкие
XXXVI. Двери общественных и производственных зданий промпредприятий.
Дверив промышленных зданиях выполняют деревянными и металлическими. Наряду с обычным исполнением двери могут быть специального назначения: противопожарные, неискрящие, дымозащитные, с повышенной тепло- и звукоизолирующей способностью и т.п. Особое внимание уделяют устройству наружных дверей, через которые возможны значительные теплопотери при интенсивном движении людей. В целях уменьшения теплопотерь предусматривают тамбуры, тепловые завесы и др. В случае применения тамбуров их глубина должна быть больше ширины дверного полотна на 0,4-0,5 м.
Деревянные двери устраивают в зданиях с нормальным температурно-влажностным режимом и пожаронеопасными производствами. Их выполняют в виде блоков, состоящих из коробки и полотен (рис. XXXVI, а).
Двухпольные двери могут иметь одинаковые и разные по ширине полотна. Размеры дверей стандартизируют. Однопольные двери выполняют шириной 884 и 984 мм (0,9 и 1,0 м), высотой: наружные двери - 2000 и 2300 мм, внутренние - 1800 и 2000 мм.. Коробку деревянных дверей выполняют из брусков 94x56 мм. Наружные двери, как правило, выполняют с порогами, которые укрепляют стальными полосами размером 14x4 мм на шурупах (через 100 мм).
В противопожарных деревянных дверях полотна выполняют из двух щитов, склеенных из досок и расположенных "вразбежку". Между щитами прокладывают асбестовый картон. Щиты между собой соединяют гвоздями и обрамляют обкладкой. Поверхность полотен обклеивают фанерой. Коробку и щиты пропитывают антипиренами, а все трущиеся части выполняют из неискрящих металлов (сталь с латунью и т.п.).
Металлические двери из стали наиболее распространены в зданиях из легких металлических конструкций. Алюминиевые двери применяют в зданиях административного назначения и объектах точного машиностроения, радиоэлектроники и других производств, характеризующихся высокими эстетическими качествами.
Стальные двери (однопольные и двухпольные) выполняют шириной 0,9; 1,5 и 1,8 м, высотой 2,1 и 2,4 м.. Коробку и обвязку полотна двери делают из стальных холодногнутых оцинкованных и окрашенных профилей, а полотна - из трехслойных вставок, состоящих из наружных и внутренних стальных листов и среднего слоя из полужестких минеральных плит на синтетическом связующем (рис. XXXVI, б).
Горизонтальные и вертикальные элементы обвязок коробки и полотна соединяют между собой при помощи специальных уголков и самонарезающих винтов.
Противопожарные стальные двери состоят из металлических рам (вместо коробок) и полотен. Рамы крепят к конструкциям стен металлическими анкерами. Полотна выполняют, как правило, из деревянных щитов толщиной 40 мм со сплошным заполнением. Поверху полотен устраивают обшивку из оцинкованной стали толщиной 0,5 мм по асбестовому картону толщиной 5 мм. Для обшивки кромок полотен, а также трущихся частей применяют неискрящие цветные металлы.
Распространены металлические противопожарные двери с полотнами из легких утепленных конструкций. Полотно двери в них выполняют из металлических обшивок и менераловатных плит. Во избежание коробления двери при воздействии высоких температур предусматривают специальные механизмы, запирающие полотно в верхнем, нижнем и боковом притворе, а для исключения проникания в соседнее помещение продуктов горения по контуру полотна или коробок устанавливают герметизирующие прокладки.
Стеклянные двери, чаще всего качающегося типа, устраивают в главных входах и вестибюлях в месте интенсивного потока людей. Полотна из стекла "сталинит" с обрамлением из алюминиевых профилей (рис. XXXVI, в) навешивают к коробке из прокатных или гнутых профилей. В зависимости от интенсивности движения людей стеклянные двери могут быть одно-, двух- и многопольными.
Ключевые слова:
- деревянные, металлические и стеклянные двери
- однопольные и двухпольные двери
- противопожарные, неискрящие, дымозащитные двери
- двери с повышенной тепло- и звукоизолирующей способностью
XXXVII. Подвесные потолки. Основы проектирования.
Подвесные потолки выполняют следующие функции: акустические (звукопоглощающие подвесные потолки); осветительные (светящиеся подвесные потолки); архитектурно-декоративные (декоративные подвесные потолки), огнезащитные, теплоизоляционные и др.
Подвесные потолки устраивают в зданиях, предназначенных для производств с постоянным температурно-влажностным режимом, а также в помещениях с повышенными акустическими и эстетическими требованиями. Подвесной потолок состоит из несущих и ограждающих элементов.
В качестве несущих элементов подвесного потолка используют балки и подвески (рис. XXXVII, с). Несущие балки, выполняемые из уголков, подвешивают к покрытию (перекрытию) посредством стержней из круглой стали. К несущим балкам крепят направляющие балки, которые в зависимости от типа потолка выполняют из деревянных брусков, уголков, тавров или труб.
Ограждающая часть подвесных потолков состоит из двух слоев. В основания помещают перфорированные стальные, алюминиевые или асбестоцементные листы размерами от 500x500 до 1500x3000 мм. На них укладывают звукопоглощающие материалы: маты из минеральной ваты, стекловолокна, базальтового и др. волокон. На рис. XXXVII, б-д показан подвесной потолок из асбестоцементных листов размерами 500x500 1500x2500 мм.
Подвесные потолки можно устраивать из рулонированных предварительно напряженных алюминиевых лент шириной 980, 1480 и 1980 мм и толщиной 1-1,5 мм. Каркасом такого потолка служат решетчатые биметаллические прогоны высотой 200 мм. Верхний пояс прогона (два уголка 75 х 50 х 5 мм) и решетка приняты стальные, а нижний пояс (из тавра) алюминиевый (рис. XXXVII, ё).
Прогоны крепят к нижнему поясу несущих конструкций покрытия болтами. Шаг прогонов может быть равен 1000, 1500 и 2000 мм. Алюминиевую ленту укладывают с натяжением по нижним поясам прогонов и крепят к ним самонарезающими болтами или точечной сваркой. Такие потолки удобны в монтаже и экономичны.
Ключевые слова:
- звукопоглощающие подвесные потолки - несущие и ограждающие элементы
- декоративные подвесные потолки - направляющие балки и подвески
- теплоизоляционные подвесные потолки - соединительная планка
- биметаллический прогон
Рис. XXXVII. Подвесные потолки:
а - схема стального каркаса потолка; б - потолок из перфорированных асбестоцементных плит; в - то же, стальных; г - то же, алюминиевых; д - то же, из усиленных асбестоцементных плит; е - то же, из рулонированных алюминиевых лент; 1 - плита покрытия; 2- подвеска; 3 - несущая балка потолка; 4- ферма (балка) покрытия; 5- болт; 6- направляющая балка; 7- звукопоглотитель- 8-асбестоцементная плита; 9- шуруп; 10- соединительная планка; 11 - винт; 12-стальная плита; 13 - планка; 14 - стержень d=5мм;15 - прижимные защелки; 16 - алюминиевая плита; 17 - усиленная асбестоцементная плита; 18 - резиновый уплотнитель; 19 - биметаллический прогон; 20- алюминиевая лента
XXXIX. Полы. Конструкции полов из штучных материалов.
Полы из штучных материалов — это паркетные, из паркетных досок, дощатые, из линолеума, керамических и других плиток, клинкерные и др.
Паркетные полыиз штучного паркета устраивают в жилых и общественных зданиях по междуэтажным перекрытиям и на грунте. Конструкция паркетных полов и последовательность слоев зависят от типа междуэтажного перекрытия здания.
При укладке штучного паркета по железобетонным плитам устраивается цементно-песчаная стяжка. Для улучшения звукоизоляции от ударных звуков, на стяжку на горячем битуме наклеивают слой из древесно-волокнистых плит и уже по нему наклеивают паркет.
В качестве стяжки под паркетные полы применяют также сборные бетонные, газобетонные, ксилолитовые или фибролитовые плиты, укладываемые насухо по песчаному слою или по звукоизоляционным прокладкам с соединением их между собой посредством гребней и пазов). Настилка штучного паркета выполняется «в елку» без фризов, «в елку» с фризами квадратами.
Мозаичный наборный паркеттолщиной 8... 12 мм изготовляют из мелких и крупных клепок, которые собирают в квадраты с зазорами 5 мм Отсутствие шпунтовых соединений облегчает укладку мозаичного паркета, но вместе с тем выдвигает более строгие требования к «ровности» подстилающих слоев (плите перекрытия, стяжке).
Полы из паркетных досокприменяют в жилых и общественных зданиях. Полы из паркетных досок настилают по междуэтажным перекрытиям и на лаги по бетону в подвальных помещениях.
При устройстве полов из паркетных досок по многопустотным плитам по последним устраивают песчаную засыпку толщиной 40... 60 мм для увеличения массы перекрытия (улучшение звукоизоляции от воздушных звуков) и выравнивания поверхности плит.При устройстве полов из паркетных досок по перекрытиям из сплошных плит толщиной не менее 140 мм паркетные доски настилают по лагам и прокладкам без песчаных засыпок.
Полы из линолеума, релина, поливинилхлоридных плитокхарактеризуются большим сопротивлением истиранию, продавливанию, большой упругостью и низким водопоглощением. Укладывают линолеум, релин, поливинилхлоридные плитки на мастике по цементно-песчаной стяжке или по стяжке из легкого бетона толщиной 20 мм (рис. XXXIX - 1., а), по древесно-волокнистой плите толщиной 4... 5 мм, уложенной по тепло- или звукоизоляционному слою (рис. XXXIX - 1., б). Линолеум на теплозвукоизолирующей (упругой) подоснове укладывают по сплошной плите перекрытия толщиной не менее 140 мм без промежуточных слоев (рис. XXXIX - 1., д).
Рис. XXXIX - 1. Полы из листовых и штучных материалов:
а—г — из линолеума (б — то же, над холодным подвалом, проездом или сквозным этажом; в -— из линолеума раздельный пол по панели основания); д — из линолеума на теплозвукоизолирующей (упругой) подоснове; / — линолеум, релин, поливинилхлоридные плитки; 2 — прослойка из холодной мастики на водостойких вяжущих; «3 — стяжка из цементно-песчаного раствора; 4 — стяжка из бетонных или легкобетонных плит; 5 — панельное основание пола; 6 — тепло- или звукоизоляционный слой; 7— плита, перекрытия; 8— подстилающий слой или плита перекрытия; 9 — перегородка; 10 -- плинтус; // — звукоизоляционная полужесткая древесноволокнистая прокладка; 12 — гипсобетонная плита; 13 — линолеум на теплозвукоизолирующей (упругой) подоснове (тапифлекс); 14 — стена; 15 — деревянные пробки через 1 . . Л,2 м на алебастровом растворе; 16 — алебастровый картон или обрезок линолеума.
Такой пол благодаря его эластичности обладает хорошей звукоизоляцией от ударного и воздушного шумов, бесшумен, гигиеничен, прочен и долговечен.
Полы из керамических (метлахских) и шлакоситалловых плитобладают значительной стойкостью и высокой прочностью к истиранию. К недостаткам полов относится жесткость и большая величина теплоусвоения (холодные полы), а также значительная построечная трудоемкость.
Полы из бетонных, цементно-песчаных и мозаичных плит,а также каменные литые, эбонитовые плиты укладываются на бетонный подстилающий слой или плиту перекрытия аналогично укладке керамических и шлакоситалловых плит
Каменные полывыполняют из брусчатки диабаза или гранита. Различают три сорта брусчатки: низкая, средняя и высокая, имеющие при ширине 120 ... 150 мм, длине 150 ... 250 мм высоту 100 мм (низкая), ПО... 130 мм (средняя) и 140... 160 (высокая). По форме брусчатка приближается к параллелепипеду или кубику (рис. XXXIX - 2). Швы между брусчаткой заполняют материалом, из которого выполнена прослойка.
Клинкерный полвыполняют из клинкера ВЗО, Клинкер в зависимости от нагрузок укладывают на ребро или плашмя параллельными, диагональными рядами или «в елку». Укладка клинкера в конструкцию аналогична укладке брусчатки; в отличие от последней, клинкер может укладываться и на междуэтажное перекрытие (плашмя) на рабочих площадках (рис. XXXIX - 2, д).
Металлические полыиз чугунных плит очень прочные, но жесткие и скользкие. Чугунные плиты изготовляют квадратные двух типов: с опорными выступами (рис. XXXIX - 2, е, ж) и дырчатые. Лицевая поверхность плит с опорными выступами бывает гладкая и рифленая. Чугунные плиты с опорными выступами укладывают на нежесткий подстилающий слой (песчаный, гравийный, щебеночный) по песчаной прослойке. Крайний ряд чугунных плит закрепляют анкерами (рис. XXXIX - 2, ж).
Рис. XXXIX - 2. Полы из штучных материалов:
а — булыжный пол; б—-г — пол из мелкой брусчатки; д — примыкание клинкерного пола к стене; е, ж — пол из чугунных плит с опорными выступами (ж — деталь примыкания пола из чугунных плит к стене); и—л — торцовый пол (л — то же, над проездом, сквозным этажом или холодным подвалом); / — булыжник; 2— мелкая брусчатка (кубик); 3 — слой песка или цементно-песчаный раствор; 4 — нежесткий подстилающий слой; 5 — утрамбованный грунт; 6 — песок; 7 — прослойка и заполнение швов битумной или дегтевой мастикой; 8 — кислотоупорный раствор на жидком стекле; 9 — связный подстилающий слой — асфальтобетонный, дегтебетонный, бетонный; 10 —- гидроизоляционный слой; 11— клинкерный кирпич; 12— стена; 13 — стяжка из цементно-песчаного раствора; 14 — плита перекрытия; 15 — чугунная плита с опорными выступами; 16 — плинтус из цементно-песчаного раствора; 17 — стена или перегородка; 18 — покрытие; 19 — подстилающий слой или плита перекрытия; 20 —- бетон; 21 — крючки из круглой стали диаметром 10 мм через 0,5 м; 22 — прямоугольная шашка; 23 — тепло- или звукоизоляционный слой
Ключевые слова :
- паркетные полы
- полы из линолеума, релина, поливинилхлоридных плиток
- полы из керамических и шлакоситалловых плит
- полы из бетонных, цементно-песчаных и мозаичных плит
- каменные полы
- клинкерный пол
- металлические полы
XXXX. Полы. Конструкции сплошных бесшовных полов
Сплошные бесшовные полы — это мастичные, цементные, бетонные, асфальтобетонные и др. Мастичные полы— поливинилацетатные и полимерцементные устраивают по стяжке из цементно-песчаного раствора или из легкого бетона толщиной 20 мм или 40... 50 мм, если покрытие устраивают по тепло- или звукоизоляционному слою (рис. XXXX.,в). Цвет полов может быть любой. Толщина слоя поли винилацетатного покрытия 3... 4 мм; полимерцементного — 8 мм.
Бетонные и цементные полынаибольшее применение получили в промышленных зданиях. В качестве заполнителя бетонных полов применяют мелкие фракции каменных материалов из гранита, гравия. Для помещений, в которых требуется безыскровость пола, в качестве заполнителя применяют известковый щебень. Цементные полы представляют собой слой жирного цементно-песчаного раствора. Бетонные или цементные покрытия имеют толщину 20... 50 мм, которая зависит от механических воздействий на полы .Укладывают полы на бетонный подстилающий слой, плиту перекрытия (рис. XXXX, г) или на стяжку из цементного раствора толщиной 40 мм, если по плите перекрытия расположен тепло- или звукоизоляционный слой.
Металлоцементные полывыполняют из бетона с добавками стальных или чугунных опилок и стружки с крупностью зерен не более 5 мм, которые перед применением обезжириваются прокаливанием.
Мозаичные полы (террацо)выполняют из портландцемента с заполнителями из шлифующихся и полирующихся каменных пород, например, из мрамора, известняка. Мозаичные полы толщиной 20... 25 мм укладывают на подстилающий слой или плиту перекрытия по стяжке из цементно-песчаного раствора (рис. XXXX, е). Для предупреждения образования усадочных трещин на поверхности пола, а также для создания рисунка пола его разделяют на части длиной не более 2 м тонкими рейками толщиной от 1 до 3 мм из металла, стекла или шифера.
Асфальтобетонные полы экономичны и водонепроницаемы. К недостаткам их следует отнести большую деформативность под продолжительной нагрузкой и недостаточную гигиеничность. Их применяют главным образом в гаражах, автостоянках, а также в подвальных помещениях, где они могут служить гидроизоляционным слоем, защищающим помещение от грунтовых вод (рис. XXXX,ж).
Устройства примыканий полов к стенам должны устранять возможность передачи звуков и, если необходимо, осуществлять вентиляцию подпольного пространства. Примыкание полов, расположенных на грунте, к стенам, колоннам и другим несущим конструкциям устраивают так, чтобы можно было обеспечить возможность осадки пола независимо от стен, Для этого по краям пола оставляют зазор шириной в 10... 12 мм, закрываемый плинтусом, который укрепляют на стене, а не к полу.
В полах отапливаемых промышленных зданий, расположенных на грунте, при расположении рабочих мест вблизи наружных стен, предусматривается утепление зоны примыкания пола к наружным стенам слоем шлака (рис. XXXX,и).
Деформационные швы в конструкции пола устраивают в местах расположения деформационных швов здания, а также в таких сплошных полах, как бетонные, цементные, мозаичные и др.; ив помещениях, при эксплуатации которых возможны положительная и отрицательная температуры воздуха. В последнем случае деформационные швы следует размещать на расстоянии 6... 8 м друг от друга во взаимно перпендикулярных направлениях. Деформационный шов представляет собой сквозной разрез всей конструкции (рис. XXXX, к), т. е. разрезается покрытие (ширина шва 10...25 мм) и подстилающий слой (ширина шва 25 мм). Для заполнения деформационных швов применяют эластичные материалы, например войлок, пропитанный битумом. Для защиты края покрытия (бетонного, цементного и др.) устраивают по краю шва окаймление из уголковой стали с анкерами через 0,5 м (рис. XXXX,к).
Рис. XXIV.8. Сплошные бесшовные полы:
а-б — мастичные; в —то же, над проездом, сквозным этажом или холодным подвалом; г—бетонный или цементный; д — металлоцементный; е — мозаичный (террацо); ж — асфальтобетонный; и — вариант примыкания пола к наружной стене; к — пример деформационного шва в полах на грунте; / — мастичный пол; 2 — стяжка из цементно-песчаного раствора; 3 — тепло- или звукоизоляционный слой; 4—плита перекрытия; 5 — плита перекрытия с ровной поверхностью; 6 — подстилающий слой или плита перекрытия; 7 — бетонный или цементный пол; 8 — металлоцементный пол; 9 — прослойка из цементно-песчаного раствора; 10 — мозаичный пол (террацо); // — асфальтобетонный пол; 12 — фундаментная балка; 13— глиняный замок; 14 — щебеночная подготовка; 15 — асфальт; 16 — гидроизоляция — цементный раствор; П — стена; 18 — плинтус из полимерных материалов на мастике; 19-— цементный пол; 20 — бетонный подстилающий слой; 21 — утрамбованный грунт; 22 — шлак; 23 — просмоленные доски; 24 — воздушная прослойка; 25 — анкеры из полосовой стали — 4X40 мм через 0,5 м; 26 — окаймленные из уголковой стали; 27 — заполнение деформационного шва; 28 — круглая сталь диаметром 12 ... 14 мм
Ключевые слова:
- Мастичные полы
- Металлоцементные полы
- Бетонные и цементные полы
- Мозаичные полы
- Асфальтобетонные полы
XXXXI. Промышленные и сельскохозяйственные емкостные сооружения:
бункеры и резервуары.
Бункера — неглубокие хранилища с соотношением высоты к наименьшему поперечнику банки до 1,5 — устанавливаются в основном на стыке поточных и периодических видов транспорта, например между конвейером и вагоном. Они компенсируют неравномерность подачи или забора топлива, сырья, полуфабрикатов или готового продукта.
Бункера выполняются из стали, монолитного и сборного железобетона. В большинстве случаев в плане они имеют форму близкого к квадрату прямоугольника. Бункера лоткового типа имеют в плане форму вытянутого прямоугольника с рядом расположенных по длине течек.
Для наблюдения за вытеканием материалов и шуровки бункера оборудуются подбункерами, карманами и щелями, обнажающими поверхность сыпучего и уменьшающими давление у течки.
Чтобы защитить внутренние бетонные поверхности бункеров от истирания абразивными элементами, коррозии сернистыми соединениями и ударов крупными кусками, их футеруют стальными листами, плитами, старыми рельсами и каменным литьем. В некоторых случаях бункера накрывают защитными решетками из рельсов.
На рис. XXXXI. изображены бункера прямоугольного сечения, состоящие из стальных воронок, устанавливаемых на каркас здания, и расположенных выше отсеков из железобетонных панелей. Перекрытие над бункерами — из железобетонных ребристых плит. Щели в перекрытии предназначены для погрузки угля.
Железобетонные панели верхней части бункера устанавливаются на ребро жесткости стальной воронки, огибающее ее контур с внутренней стороны. В вертикальных углах панели связываются между собой и с колоннами сваркой закладных элементов и выпусков арматуры. Стык заполняется бетоном марки 300. Верхние поперечные панели снабжены стальными столиками для опоры плит перекрытия. При большем объеме бункера стенки банки выполняются из С-образных панелей, соединенных петлевыми стыками.
Стальная воронка бункера опирается на каркас здания четырьмя стойками из прокатных двутавров. Под ней расположена малая стальная воронка — подбункер. Через отверстия в крышке подбункера осуществляется шуровка слежавшегося угля. Стенки воронок усилены ребрами жесткости из прокатных уголков. Углы образованы прокатными уголками и скруглены для улучшения условий скольжения. Воронка изготовляется на заводе из двух транспортабельных элементов, соединяемых на монтаже укрупнительным стыком.
Резервуары из тонколистовой рулонированной стали выполняются вместимостью до 10 000 м8. Стенка и полуднища свариваются на заводе из листовой или рулонной стали и транспортируются к месту монтажа свернутыми в габаритные рулоны. Полуднища накручиваются на центральную стойку с пятью кольцами диаметром 2,66 м. Три промежуточных кольца съемные; верхнее и нижнее используются в конструкции резервуара. Стенка накручивается на шахтную лестницу, площадки которой также вписаны в окружность диаметром 2,66 м. Крыша собирается из 18 секторных щитов и центрального щита диаметром 2,75 м.
Применение тонколистовых рулонируемых конструкций заводского изготовления значительно снижает трудоемкость сборки и гарантирует непроницаемость резервуаров путем сведения к минимуму погонажа монтажных швов.
рис. XXXXI Бункер с железобетонными стенами и стальной воронкой
Ключевые слова :
- подбункера,
- стальная воронка
- карманы
- щели
-подбункер
- стенка и полуднища
- тонколистовые рулонируемые конструкции
XXXXII. Промышленные и сельскохозяйственные емкостные сооружения: силосы и газгольдеры.
Силосы — глубокие хранилища с соотношением высоты к наименьшему поперечнику банки более 1,5, в большинстве случаев цилиндрические группируются в основном в корпуса, предназначенные для долговременного хранения сыпучих материалов; выполняются из монолитного и сборного железобетона. При объединении четырех цилиндрических силосов между ними образуются «звездочки», используемые для размещения лестниц, фильтров или как дополнительные емкости. Четырех- и шестигранные банки располагаются вплотную. Во избежание значительных изгибающих моментов в стенках длину грани рекомендуется принимать до 4 м.
В силосном корпусе несколько банок объединены общим фундаментом, подсилосным этажом для заезда транспорта, общими стенками при четырех- и шестигранных банках и надсилосной галереей с подающими грузы механизмами.
Изображенные на рис. XXXXII. -1 унифицированные типовые секции силосных складов с силосами диаметром 12 м предназначены для хранения различных сыпучих материлов объемной массой до 1,6 т/м3. Показанные на чертеже основные конструктивные элементы корпуса образуют собственно хранилище. В конкретном проекте они дополняются приемным устройством, надсилосными галереями, лифтами, лестницами, железнодорожными или автомобильными весами и тому подобными частями, выполненными с применением унифицированных изделий.
Днища банок располагаются на высоте 10,8 м для пропуска железнодорожного состава под силосом и 6 м для заезда автомашин. Высота банок вместимостью 3000 м3 —30'м; 1700 м3—18 м. В зависимости от конкретных условий типовая секция может состоять из одной, двух и четырех банок общей вместимостью до 12 000 м3.
Фундаменты железобетонные монолитные, при грунтах средней плотности — сплошные на всю секцию в виде балочной или безбалочной плиты с подколонниками стаканного типа под показанным на чертеже высоким подсилосным этажом. Глубина заложения не менее 3 м; при наличии железнодорожных весов — не менее 5 м.
Днище силоса образует монолитная плита толщиной 0,4 м с наклонным бетонным слоем и стальной полуворонкой, верхнее отверстие которой меньше диаметра силоса. Стенки банки собираются из лотковых элементов длиной 1/4 окружности, высотой 1,2 м и толщиной 0,16 м, расположенных с перевязкой сварных вертикальных стыков. Горизонтальные швы усилены растворной шпонкой и сваркой через 1/12 окружности.
В местах сопряжения силосов в горизонтальные швы между элементами закладываются арматурные каркасы и стяжные болты. Стыки силосов замоноличиваются бетоном на мелком гравии. Для образования шпонки в пределах стыка в лотковых элементах предусмотрены пазы.
Покрытие силосов выполняется из сборных железобетонных плит номинальным размером З Х 3 X 0,2 м, уложенных по стальным балкам. На участках с отверстиями для технологического оборудования укладываются специальные или монолитные плиты.
Стальные рамы, образующие каркас надсилосной галереи, опираются непосредственно на балки перекрытия. Фахверковые стены и кровля надсилосной галереи выполняются из волнистых асбестоцементных листов.
В зависимости от избыточного давления хранимых газов газгольдеры выполняются постоянного и переменного объема. Газгольдеры постоянного объема представляют собой замкнутые емкости, предназначенные для хранения сжатых газов под переменным давлением. Мокрые газгольдеры переменной вместимости раздвигаются по мере заполнения их газом, сохраняя постоянное давление. Изменяющаяся вместимость образуется в них погруженным в резервуар с водой колоколом и развивающим его телескопом.
Изображенный на рис. XXXXII. -2 шаровой газгольдер используется для хранения сжиженных углеводородных газов (технический пропан). Внутреннее давление пропана при расчетной температуре 50° С равно 16,4 ат.
Для экономного раскроя параметры шара должны выбираться таким образом, чтобы его большой круг был кратен учетверенной ширине стандартного листа.
Сферическая оболочка сваривается на месте из шести равных квадрантов. Ее раскрой аналогичен раскрою покрышки футбольного мяча. Квадранты свариваются на стенде укрупнительной сборки из четырех или восьми обечаек.
При расчетном давлении 16,4 ат требуемая толщина оболочки 32 мм. В целях удешевления заготовки (замена штамповки вальцовкой) сферические обечайки выполняются двухслойными из листов толщиной 16 мм, свариваемых электрошлаковой сваркой.
Сферический сосуд свободно уложен на опорное кольцо, свальцованное по его поверхности. Для снятия температурных напряжений опорное кольцо при посредстве катков имеет возможность радиального смещения относительно железобетонного фундамента. Фундаментное кольцо собирается из железобетонных блоков таврового сечения, замоноличиваемых при установке.
Газгольдер снабжен двумя люками-лазами, расположенными на полюсах сферы. В месте врезки люка оболочка усилена кольцевыми накладками. К площадке, расположенной вокруг верхнего люка, ведет стальная лестница. Штуцера врезаются в сферу по месту подхода газопроводов. Внутри газгольдера, на вращающейся в центре шара опоре, установлены качели с балластом и регулирующим подъем тросом, позволяющие производить обследование любого участка сферической поверхности.
Рис. XXXXII.-1 Рис. XXXXII. -2
Унифицированная секция силосного корпуса Шаровой газгольдер вместимостью 550 м3
Ключевые слова:
- силосный корпус
-подсилосный этаж
-надсилосная галерея
- газгольдеры постоянного и переменного объема.
-сферический сосуд
-опорное кольцо
-люки-лазы
XXXIII Промышленные и сельскохозяйственные емкостные сооружения: галереи, опорные надземные трубопроводы
Галереи состоят из опор и пролетных строений с несущими и ограждающими конструкциями и могут быть подразделены в зависимости от прохождения конвейера по низу или по верху несущих конструкций. В первом случае ограждающие конструкции пролетного строения частично совмещаются с несущими как заполнители, во втором — надстраиваются над ними.
Предельные углы наклона пролетного строения зависят от рода груза и поверхности ленты и составляют от 16 до 22°.
В галереях, выполненных с применением неогнестойких материалов, через каждые 100 м устраиваются огнестойкие противопожарные зоны с выходом на несгораемую лестницу.
Ширина галереи в свету складывается из суммарной ширины конвейеров и проходов между ними. Ширина конвейерной ленты 400—2000 мм. К каждому конвейеру обеспечивается двусторонний подход: с одной стороны — при его движении шириной от 850 мм, с другой стороны — при его ремонте шириной от 400 мм Высота прохода 2 м. На наклонных участках в проходе прибиваются планки или укладываются ходовые трапы.
В качестве несущих конструкций пролетного строения галерей применяются стальные фермы пролетом до 30 м, железобетонные балки пролетом до 18 м и различные системы из предварительно-напряженных железобетонных элементов, в том числе коробчатые галереи со стальным шпренгелем. В высокорасположенных галереях наиболее экономичные решения достигаются большепролетными конструкциями. Характерные конструкции опор и несущих и ограждающих элементов пролетного строения рассмотрены на конкретных примерах.
Несущий каркас рассматриваемых на рис. XXXIII - 1 конвейерных галерей состоит из стальных колонн и ферм пролетом 18; 24 и 30 м.
Промежуточные стальные опоры галереи — маятникового типа. Они рассчитаны только на восприятие вертикальных усилий и не препятствуют продольным температурным деформациям. Анкерные (неподвижные) опоры наклонных галерей небольшой протяженности образуются в нижнем узле ленточным фундаментом. Галереи большой протяженности разбиваются на температурные отсеки. На стыке отсеков устанавливаются анкерные опоры.
Наружное расположение ферм освобождает внутренний объем и упрощает очистку галереи. Устойчивость поперечного сечения галереи обеспечивается жестким соединением надопорных стоек с балками покрытия. Стальные связи между фермами располагаются в плоскости их верхнего и нижнего поясов между балками перекрытий.
Ограждающие конструкции нижней части пролетного строения основываются на настиле из типовых железобетонных плит длиной 3 м, ограниченном керамзитобетонными цокольными блоками. В стенах и покрытии галереи применяются стальные профилированные настилы, утепленные жесткими минераловатными плитами. Окна из деревянных или стальных переплетов.
Стены могут быть также собраны из панелей в виде дощатого каркаса, заполненного эффективным утеплителем и обшитого плоскими асбестоцементными листами.
В зависимости от кранового оборудования монтаж галереи можно проводить из собранных внизу блоков, включающих в себя пролетное строение и асбестоцементную оболочку ограждения, или поэлементно.
Полы в галереях выполняются из асфальтобетона с уклоном 2% к середине. Места примыкания оболочки к настилу перекрытия тщательно замоноличиваются. Станина конвейера опирается непосредственно на стальные прогоны пролетного строения. От механических повреждений асбестоцементная оболочка страхуется стальными ограждениями, ограничивающими габарит прохода.
К зданиям галереи примыкают консольным участком длиной до 6 м. Перекрытие здесь выполняется в виде монолитной железобетонной плиты, опирающейся на стальные прогоны
Стальные надземные напорные трубопроводы применяются для подачи пульпы (гидрозолоудаление), воды, конденсата, пара, газов и сжатого воздуха в пределах территории заводского комплекса. Они состоят из стальных труб диаметром от 300 мм, уложенных или подвешенных па отдельно стоящих опорах.(рис. XXXIII-2)
Шаг опор определяется несущей способностью труб и при малых и средних диаметрах колеблется в пределах 10—25 м. Он может быть увеличен применением стальных шпренгелей или подвесок. Трубопроводы диаметром менее 300 мм укладываются по ригелям, которые расположены через 1,5—3 м на стальных балках, перекрывающих пролет. Уклон трубопроводов в пределах перепада высот колонн достигается за счет изменения отметки обреза фундамента и различной глубины заделки.
Трасса трубопроводов разбивается на температурные отсеки длиной до 100 м, ограниченные компенсаторами.
По характеру загрузки опоры подразделяются на промежуточные и анкерные — промежуточные, концевые и угловые. Анкерные опоры рассчитаны на восприятие горизонтальных усилий и устанавливаются в середине температурных отсеков, на концах трассы и по одной с каждой стороны ее поворота или ответвления. На анкерных опорах трубопроводы крепятся неподвижно. На промежуточных опорах крепление Допускает температурные перемещения. Ввиду усиленного износа нижней части стенок труб пульпопровода их периодически поворачивают. Поэтому на анкерных опорах они закрепляются съемными хомутами.
Конструктивно опоры подразделяются на низкие (надземная высота 0,9 м) и высокие (надземная высота 5,4; 6,6 и 7,8 м). Низкие промежуточные опоры выполняются в виде траверс, уложенных плашмя на песчаную подушку, насыпанную взамен растительного слоя.
Высокие промежуточные опоры выполняются нз Т-образных или двухветвевых колонн, бетонируемых в формах типовых колонн промышленных зданий. Последние устанавливаются полкой вверх или вниз при траверсе, приваренной сверху. Анкерные промежуточные опоры, воспринимающие уровновешивающиеся горизонтальные усилия, по своей конструкции аналогичны промежуточньш опорам. Концевые и угловые анкерные опоры конструируются из спаренных двухветвевых колонн, соединенных траверсами или вертикальными стальными связями.
Рис. XXXIII - 1 Утепленная гелерея на стальных, Рис. XXXIII - 2Железобетонные опоры стальных
расположенных снаружи фермах пролетом до 30 м надземных трубопроводов
Ключевые слова:
- предельные углы наклона пролетного строения
- стальные прогоны пролетного строения
- промежуточные стальные опоры — маятникового
типа
- трасса трубопроводов
- промежуточные и анкерные опоры
- низкие и высокие опоры
XXXXIV. Промышленные сооружения: трубы дымовые и вентиляционные
Заводские трубы предназначаются для отвода загрязненного воздуха, дыма и выхлопных газов с температурой до 500 °С. По материалу и конструкции они подразделяются на кирпичные, применяемые при высоте ствола до 60 м, стальные и железобетонные монолитные, применяемые при любой высоте ствола.
В основном заводские трубы являются отдельно стоящими сооружениями. Легкие стальные трубы с высотой ствола до 35 м могут в определенных условиях устанавливаться на конструкции здания.
Отдельно стоящая труба в порядке возведения подразделяется на три основные части — фундамент, ствол и гарнитуру.
Фундамент трубы в большинстве случаев представляет собой опирающийся на железобетонную плиту железобетонный цилиндр или усеченный конус со стаканом в верхней части для золоудаления или ввода боровов (подводящих каналов). В особо плотных грунтах для относительно легких конструкций может быть применен кольцевой фундамент трапецеидального сечения. При подземном вводе боровов стены стакана фундамента защищаются футеровкой. Проемы всех вводов должны занимать в сумме не более 40% площади поперечного сечения стакана фундамента. В стакане между вводами возводятся разделительные стены.
Ствол трубы имеет цилиндрическую, коническую или комбинированную форму. Он включает в себя в нижней части цоколь, зольное перекрытие и вводы надземных боровов, в верхней части — головку трубы и по всей высоте — теплоизоляцию.
Конструкция головки трубы должна обеспечивать устойчивость против вредного воздействия обволакивающих ее газов.
При температуре отходящих газов до 100° внутренняя поверхность ствола покрывается водо-изоляционной обмазкой, а при более высокой температуре — футеровкой. В кирпичных и монолитных железобетонных трубах футеровка производится обыкновенным или кислотоупорным кирпичом, в стальных трубах — торкретом, армированным стальной сеткой.
Гарнитура трубы состоит из ходовой лестницы, светофорных площадок для светоогра-ждений, системы грозозащиты и колпака из чугунных звеньев, устанавливаемого на кирпичной или железобетонной головке.
Ходовая лестница служит для подъема на светофорные площадки. Светофорные площадки монтируются из решетчатых стальных панелей, опирающихся на стальные кронштейны. Для пропуска ходовой лестницы одна из панелей имеет откидывающийся к ограждению люк. Высота ограждения 1 м.
Грозозащита состоит из нескольких молниепри-емников, токоотводного троса (только на кирпичных и железобетонных трубах) и заземления.
На рис. XXXXIV-1 изображена монолитная железобетонная дымовая труба с основными конструктивными деталями и схемой оборудования, применяемого для ее возведения.
С целью обеспечения устойчивости наружный диаметр цоколя железобетонных труб принимается в пределах '/го—'/i2 их высоты. Форма ствола п{зи высоте до 60 м цилиндрическая; при высоте 60— 80 м — коническая с 2-процентным уклоном образующей от вертикали; при высоте более 80 м — близкая к брусу равного сопротивления, составленная из нескольких усеченных конусов с нарастающим к основанию уклоном в пределах 1—5%.
Для обеспечения полной проработки бетона игольчатым вибратором минимальная толщина ствола принимается 160 мм.
В стволе устраиваются монтажные проемы размером 1 X 0,6 м, предназначенные для установки промежуточных светофорных площадок. В дальнейшем эти проемы закладываются кирпичом со штукатуркой наружной поверхности.
Футеровка ствола состоит из отдельных поясов, опирающихся на бетонные консоли и отделенных от тела трубы: при температуре отходящих газов до 150° — воздушным зазором 50 мм, при более высокой температуре — теплоизоляционным слоем 80—160 мм из минераловатных матов или других эффективных теплоизоляторов.
Конструкция показанной на рис. XXXXIV-2 вентиляционной трубы аналогична конструкции дымовых труб. Цилиндрический ствол имеет в нижней части конический раструб, служащий для увеличения устойчивости и уменьшения напряжения в опорных конструкциях, а также обеспечивающий снижение сопротивления движению газов. Усеченный конус назначается так, чтобы его нижний диаметр был не более J/i2 высоты трубы, угол раскрытия не более 20°, а вершина располагалась не ниже устья трубы.
При нижнем диаметре в у2о высоты и более стальные трубы не требуют расчалок. Их устойчивость обеспечивается жестким креплением к основанию.
Монтажные элементы — звенья трубы состоят из 6—7 обечаек, свариваемых из листовой стали и соединяемых между собой встык или внахлестку. Они усилены кольцевыми, а при необходимости и вертикальными ребрами жесткости. Монтажные соединения звеньев производятся на фланцах с прокладкой асбестового листа толщиной 5 мм, смазанного с обеих сторон жидким стеклом или суриком, или на сварке.
Установку трубы желательно производить в полностью собранном виде, включая гарнитуру. В этом случае сборку элементов ведут на монтажной площадке, непосредственно примыкающей к фундаменту. Опорная плита нижнего элемента шарнирно соединяется с обрезом фундамента. Подъем осуществляют поворотом ствола в вертикальной плоскости при посредстве полиспаста, блок которого закреплен в промежутке между 1/2 и 2/з высоты трубы. Плоскость поворота фиксируется тормозным вантом, который прикреплен к устью трубы и травится с лебедки по мере плавного подъема трубы до вертикального положения.
При стесненности строительной площадки трубу монтируют по звеньям из свальцованных частей обечаек. В последнем случае применяют ползущий кран.
Стальные трубы менее долговечны, чем железобетонные и кирпичные, но легкость конструкции, быстрота изготовления и монтажа, а также возможность установки на конструкции зданий определяют эффективность их применения в конкретных условиях строительства.
Дымовая труба из монолитного ПЛАН В ЗОНАХ АЕИСТВИЯ МАЛОГО Стальная вентиляционная
И БОЛЬШОГО НЕСУЩИХ КОЛЕЦ
железобетона высотой 120 м труба высотой 40 м
рис. XXXXIV-1 рис. XXXXIV-2
Ключевые слова:
- кирпичные,стальные и железобетонные монолитные трубы
-фундамент
-ствол
-гарнитура
-монтажные элементы – звенья трубы
-кольцевые и вертикальные ребра жесткости
Дата добавления: 2018-02-18; просмотров: 2562; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!