Пространственную систему, состоящую из колонн, подкрановых балок и несущих конструкций покрытия, называют каркасом одноэтажного промышленного здания.
Вертикальные несущие элементы железобетонного каркаса называют колоннами. По расположению в здании колонны подразделяют на крайние и средние.
Колонны постоянного сечения (бесконсольные) (рис. 7) применяют в зданиях без мостовых кранов и в зданиях с подвесными кранами.
Колонны крайних рядов - прямоугольного постоянного по высоте сечения. Средние колонны, имеющие в плоскости поперечной рамы размер сечения менее 600 мм, снабжены вверху двусторонними консолями с таким выступом, чтобы длина площадки для опирания конструкции покрытия была равна 600 мм. При размере сечения 600 мм и более колонны не имеют консолей.
В колоннах, примыкающих к торцовым стенам, должны быть предусмотрены со стороны стен закладные детали для крепления приколонных стоек фахверка, у которых нулевая привязка к продольным осям.
Рис. 7. Сборные железобетонные колонны для бескрановых пролетов одноэтажных зданий:
а - крайние колонны; б, в - средние колонны;
1 - закладные стальные детали для крепления ферм или балок покрытия;
2 - то же для приварки анкеров, скрепляющих стену с колоннами;
3 - риски; 4 - анкерный болт
Колонны изготовляются из бетона класса В15-В30. Основная рабочая арматура - стержневая из горячекатаной стали периодического профиля класса A-III.
Колонны прямоугольного сечения для здания с мостовыми кранами, имеющие консоли (рис. 8, а, б), применяют в зданиях пролетом 18 и 24 м, высотой до 10,8 м, оборудованных мостовыми кранами грузоподъемностью 10-20 т. Крайние колонны одноконсольные, средние - двухконсольные. Колонны имеют прямоугольное поперечное сечение как в верхней (надкрановой), так и в нижней (подкрановой) части.
Рис. 8. Сборные железобетонные колонны для крановых пролетов:
а, б - одноветвевые (крайние и средние); в, г - двухветвевые;
1 - закладные детали для крепления балок или ферм покрытия; 2 - то же
для приварки анкеров, скрепляющих стену с колоннами; 3 - риски;
4 - анкерные болты; 5 - закладные детали для крепления подкрановых балок
Колонны внутренних и наружных рядов, устанавливаемые в местах расположения вертикальных связей, должны иметь закладные детали для крепления связей.
Колонны изготовляются из бетона класса В15, В25. Основная рабочая арматура - стержневая из горячекатаной стали периодического профиля класса A-III.
Двухветвевые колонны (рис. 8, в, г) применяются в зданиях пролетом 18, 24, 30 м, высотой от 10,8 до 18 м, оборудованных мостовыми кранами грузоподъемностью до 50 т.
Для крайних колонн при шаге 6 м, высоте не более 14,4 м и грузоподъемности крана меньше или равной 30 т принята нулевая привязка, а в остальных случаях - 250 мм.
Колонны запроектированы в нижней части с двумя ветвями и соединительными распорками. Ветви, распорки и верхняя часть всех колонн имеют сплошное прямоугольное сечение.
Колонны изготовляются из бетона класса В15, В25. Основная рабочая арматура - стержневая из горячекатаной стали периодического профиля класса А-Ш.
Нижние части железобетонных колонн, заводимые в стакан, в номинальную высоту колонны не включаются. Колонны предназначены для использования в условиях, когда верх фундаментов имеет отметку -0,150. Длину колонн подбирают в зависимости от высоты цеха и глубины заделки в стакан фундамента.
В зданиях с подстропильными конструкциями длина средних колонн уменьшается на 700 мм.
Подкрановые и обвязочные балки
Железобетонные подкрановые балки (рис. 9) применяют в зданиях при шаге колонн 6 и 12 м, при грузоподъемности кранов до 30 т. Балки имеют тавровое и двутавровое сечение с утолщением стенок на опорах. Унифицированные размеры балок принимают в зависимости от шага колонн и грузоподъемности кранов: при шаге колонн 6 м балки имеют длину 5950 мм, высоту сечения 800, 1000, 1200 мм; при шаге колонн 12 м длина балок 11 950 мм, высота 1400, 1600, 2000 мм. Изготовляют из бетона класса В25, В30, В40 с предварительно напряженной арматурой.
По местоположению в здании различают подкрановые балки рядовые и торцовые. Они отличаются местоположением закладных пластин.
В балках предусматриваются закладные элементы для крепления к колоннам (стальные листы) и для крепления к ним крановых рельсов (трубки диаметром 20-25 мм через 750 мм подлине полки).
Крепят подкрановые балки к колоннам сваркой закладных элементов и анкерных болтов. Болтовые соединения после окончательной выверки заваривают. Рельсы к подкрановым балкам крепят стальными парными лапками, расположенными через 750 мм. Под рельсы и лапки укладывают упругие прокладки из прорезиненной ткани толщиной 8-10 мм.
Во избежание ударов мостовых кранов о торцовые стены здания на концах подкрановых путей устраивают стальные упоры, снабженные деревянным брусом.
Обвязочные железобетонные балки (рис. 10) предназначены для опирания кирпичных и мелкоблочных стен в местах перепада высот пролетов, а также для повышения прочности и устойчивости высоких самонесущих стен. Обычно балки устраивают над оконными проемами. Железобетонные обвязочные балки имеют длину 5950 мм, высоту сечения 585 мм, ширину 200, 250, 380 мм. Их устанавливают на стальные опорные столики и крепят к колоннам с помощью стальных планок, привариваемых к закладным элементам.
Рис. 9. Сборные железобетонные подкрановые балки:
а - пролетом 6 м; б - пролетом 12 м; в - опирание подкрановой балки
на колонну (общий вид); г - то же, с фасада и в сечении;
1 - закладные детали колонны; 2 - то же подкрановой балки; 3 - стальная планка; 4 - стальная накладка; 5 - заделка бетоном; 6 - отверстия для крепления рельса
Стены над обвязочными балками можно предусматривать сплошными, с отдельными проемами, с ленточным остеклением.
Балки изготовляются из бетона класса В15.
Рис. 10. Обвязочные балки, их опирание на колонны:
а - балка прямоугольного сечения; б - балка прямоугольного
сечения с полочкой; в - опирание балок (вид снизу) на стальную консоль;
1 - закладные детали; 2 - сварная металлическая консоль; 3 - монтажная накладка
Стропильные и подстропильные балки и фермы
В покрытиях зданий несущими элементами служат балки и фермы, укладываемые поперек или вдоль здания.
По характеру укладки балки и фермы бывают: стропильные, если они перекрывают пролет, поддерживают опертые на них конструкции покрытия, и подстропильные, если перекрывают 12-18-метровые шаги колонн продольного ряда и служат опорой для стропильных конструкций.
Железобетонные стропильные балки (рис. 11) перекрывают пролеты 6, 9, 12 и 18 м.
Рис. 11. Железобетонные стропильные балки:
а - односкатная таврового сечения; б - односкатная двутаврового сечения;
в -двускатная (пролетом 6-9 м); г -двускатная (пролетом 12-18 м);
д - решетчатая (пролетом 12-18 м); е - с параллельными поясами;
1 - опорный стальной лист; 2 - закладные детали
Для их изготовления используют бетон класса В15-В40. На верхнем поясе балок предусматривают закладные детали для крепления плит покрытия или прогонов, на нижней полке и стенке балки - закладные детали для крепления путей подвесного крана.
Балки крепят к колоннам сваркой закладных деталей.
Названия балок зависят от очертания верхнего пояса.
Односкатные балки применяются в однопролетных зданиях. Балки имеют тавровое сечение с утолщением на опорах и с толщиной стенки 100 мм. Для 12-метровых пролетов используются балки двутаврового сечения с предварительно напряженной арматурой.
Двускатные балки предназначены для зданий со скатной кровлей. Для пролетов 6 и 9 м применяются балки таврового сечения с утолщением на опоре и толщиной стенки 100 мм. Для 12-18-метровых пролетов предназначаются балки двутаврового сечения с вертикальной стенкой толщиной 80 мм и с предварительно напряженной арматурой.
Решетчатые балки имеют прямоугольное сечение с отверстиями для пропуска труб, электрокабелей и др.
Балки С параллельными поясами используются для зданий с плоской кровлей. Они имеют двутавровое сечение с утолщением в опорных узлах и толщиной вертикальной стенки 80 мм.
Железобетонные стропильные фермы (рис. 12) используются в зданиях пролетом 18, 24, 30, 36 м. Между нижним и верхним поясами ферм располагают систему стоек и раскосов. Решетка ферм предусматривается таким образом, чтобы плиты перекрытия шириной 1,5 и 3 м опирались на фермы в узлах стоек и раскосов. В основном применяются плиты 3 м, на особо нагруженных участках - 1,5 м.
Широкое применение получили сегментные безраскосные фермы пролетом 18 и 24 м, сечения верхнего и нижнего пояса прямоугольные.
Для уменьшения уклона покрытия для многопролетных зданий предусматривают устройство на верхнем поясе ферм специальных стоек (столбиков), на которые опирают плиты покрытия. Придание покрытию малого уклона обеспечивает лучшую возможность механизации кровельных работ, что создает большую надежность кровли в эксплуатации. Однако из-за необходимости увеличения при этом высоты наружных стен малоуклонные кровли целесообразны в многопролетных зданиях.
Подстропильные фермы изготовляют трех видов:
Для малоуклонных кровель большей высоты;
Для скатных кровель меньшей высоты с устройством стоек на опорах, служащих опорой для крайних настилов покрытия;
С провисающим нижним поясом.
В опорных частях подстропильной фермы и в ее среднем нижнем узле предусмотрены площадки для опирания стропильных ферм. Изготовляют фермы из бетона класса В25-В40. Нижний пояс выполняют предварительно напряженным и армируют пучками из высокопрочной проволоки. Для армирования верхнего пояса, раскосов и стоек применяют сварные каркасы из горячекатаной стали периодического профиля.
Крепят фермы к колоннам болтами и сваркой закладных деталей. В фермах предусмотрены закладные детали.
Рис. 12. Железобетонные фермы:
а, б - стропильные сегментные раскосные;
в _ стропильная арочная безраскосная;
г_ стропильная безраскосная с опорами для устройства плоских покрытий;
д _ стропильная с параллельными поясами;
е - подстропильная для скатных покрытий;
ж - подстропильная для плоских покрытий
Привязка колонн к разбивочным осям здания
В одноэтажных промышленных зданиях с железобетонным и смешанным каркасами колонны крайних рядов по отношению к продольным разбивочным осям имеют нулевую привязку, т.е. наружная грань колонны совмещается с продольной разбивочной осью и совпадает с внутренней гранью стенового ограждения. При этом между внутренней гранью панели и колонной должен быть предусмотрен зазор 30 мм (рис. 13).
Рис. 13. Привязка несущих конструкций одноэтажных
промышленных зданий к разбивочным осям:
а - продольных наружных стен и колонн (бескрановых зданий);
б - продольных стен и колонн (при кранах грузоподъемностью до 30 т);
в - продольных наружных стен и колонн (при кранах
грузоподъемностью до 50 т); г - в торцовых стенах;
д - в местах деформационных швов (ДШ); е - фрагмент плана здания;
1 - стены; 2 - колонны; 3 - подвесной кран; 4 - мостовой кран;
5 - фахверковая колонна; 6 - подкрановая балка
Колонны средних рядов в железобетонном, стальном и смешанном каркасах имеют по отношению к продольной разбивочной оси центральную привязку, т.е. разбивочная ось среднего ряда колонн совмещается с осью сечения надкрановой части колонн.
Колонны крайних рядов в стальном каркасе по отношению к продольной разбивочной оси имеют привязку 250 мм и совмещаются с внутренней гранью стеновой панели с зазором 30 мм.
Торцовые колонны основных рядов любого каркаса по отношению к крайней поперечной разбивочной оси имеют привязку 500 мм, т.е. ось колонны отстает от этой крайней поперечной разбивочной оси на 500 мм.
Все колонны фахверка устанавливаются в торцах пролетов с шагом 6 м и предназначены для навешивания на них стеновых панелей и восприятия ветровых нагрузок. Независимо от рода материала по отношению к поперечной разбивочной оси пролета колонны фахверка имеют нулевую привязку.
В железобетонном и смешанном каркасах при пролете 72 м и более, а в стальном каркасе - 120 м и более посредине пролетов в поперечном направлении предусматривается температурный шов, который устраивается за счет установки пары колонн, оси которых отстают от оси температурного шва, совмещенного с очередной шаговой осью, на 500 мм каждая. Благодаря этому создается два температурных блока, независимо работающих под нагрузкой. Для обеспечения пространственной жесткости и устойчивости колонн в вертикальном направлении в середине температурного блока меж ду колоннами предусматриваются вертикальные стальные связи (при шаге колонн 6м - крестовые, при шаге 12 м - портальные).
Продольные температурные швы или переход высот продольных пролетов решаются на двух рядах колонн, при этом предусматриваются парные разбивочные оси со вставкой 500, 1000, 1500 мм. В здании со стальным каркасом переход высот осуществляется на одной колонне за счет изменения высоты ее ветвей.
Примыкание двух взаимно-перпендикулярных пролетов осуществляется на двух колоннах со вставкой по наружной стене и в уровне покрытия. Размер вставки определяется в зависимости от толщины наружных стен и от привязки колонн.
В здании при наличии мостовых электрокранов вертикальные оси крановых путей отстают от продольных разбивочных осей здания на 750 мм (без прохода) и на 1000 мм (с проходом), а при наличии подвесных кранов вертикальные оси подвески и передвижения их отстают от продольных разбивочных осей на 1500 мм.
Обеспечение пространственной жесткости железобетонного каркаса
Система связей призвана обеспечить необходимую пространственную жесткость каркаса. В ее состав входят:
· вертикальные связи;
· горизонтальные связи по верхнему (сжатому) поясу ферм;
· связи по фонарям.
Вертикальные связи располагают:
· между колоннами в середине температурного блока в каждом ряду колонн: при шаге колонн 6м - крестовые; 12м - портальные. В зданиях бескрановых и с подвесными кранами связи ставят только при высоте колонн 9,6 м. Выполняют связи из уголков или швеллеров и крепят к колоннам с помощью косынок (рис. 14);
· между опорами ферм и балок связи ставят в крайних ячейках температурного блока в зданиях с плоским покрытием. Без подстропильных конструкций - в каждом ряду колонн, с подстропильной конструкцией - только в крайних рядах колонн.
Горизонтальными связями являются: плиты покрытия;
· в торцах фонарных проемов устойчивость стропильных балок и ферм обеспечивается горизонтальными крестовыми связями, установленными в уровне верхнего пояса, в последующих пролетах (под фонарями) - стальными распорками; при больших пролетах и высоте здания на уровне нижнего пояса ферм устраивают горизонтальные связи между крайними парами ферм, находящимися в торцах здания; в зданиях с шагом крайних и средних колонн 12 м предусматриваются горизонтальные фермы в торцах (по две в каждом пролете на температурный блок). Эти фермы стоят на уровне нижнего пояса стропильных ферм.
Узлы сборного железобетонного каркаса
Места сопряжений разнотипных элементов сборного каркаса называют узлами (рис. 15). Узлы железобетонных каркасов должны удовлетворять требованиям прочности, жесткости, долговечности; неизменяемости сопрягаемых элементов при действии монтажных и эксплуатационных нагрузок; простоты при монтаже и заделке.
Сопряжение колонны с фундаментом. Глубина заделки колонн прямоугольного сечения 0,85 м, двухветвевого - 1,2 м. Стык замоно-личивают бетоном класса не ниже В15. Бороздки на гранях колонны способствуют лучшему сцеплению бетона в полости стыка.
Опирание подкрановой балки на выступы колонны. К опорам балки (до ее установки) приваривают стальной лист с вырезами для анкерных болтов. На опорах колонны балку закрепляют к анкерным болтам и приваривают закладные детали. Верхнюю полку подкрановой балки закрепляют стальными планками, приваренными к закладным деталям.
Сопряжение стропильных ферм и балок с колонной. К опорам стропильных конструкций приваривают стальные листы. После установки и выверки опорные листы стропильных конструкций приваривают к закладным деталям на оголовке колонны.
Опирание подстропильных конструкций на оголовке колонны. Закладные детали стыкуемых элементов сваривают потолочным швом.
Крепление подвесных кранов к конструкциям покрытия. Несущие балки кранов закрепляют болтами к стальным обоймам на стропильных конструкциях. Перекидные балки перераспределяют нагрузку от подвесных кранов между узлами стропильных ферм.
Сопряжение стропильных и подстропильных элементов аналогично креплению ферм и балок на оголовке колонн.
Многоэтажный сборный железобетонный каркас
Многоэтажные промышленные здания возводят, как правило, каркасными.
В зависимости от типа перекрытия конструктивная схема здания может быть балочная и безбалочная.
В балочных железобетонных каркасах (рис. 16) несущими элементами являются фундаменты с фундаментными балками, колонны, ригели, панели перекрытий и покрытия, а также металлические связи.
Рис. 14 Обеспечение пространственной жесткости каркаса:
а - размещение горизонтальных связей в покрытии; б - усиление торцовых
стен венцовыми фермами; в - размещение вертикальных связей в зданиях
с плоскими покрытиями (без подстропильных конструкций);
г - вертикальные связи в зданиях с подстропильными конструкциями;
д - вертикальные крестовые связи; е - вертикальные портальные связи;
1 - колонны; 2 - стропильные фермы; 3 - плиты покрытия; 4 - фонарь;
5 - ветровая ферма; 6 - горизонтальная крестовая связь (в торцах фонарного проема); 7 - стальные распорки (в уровне верхнего пояса ферм); 8 - подкрановые балки; 9 - металлические связевые фермы между опорами стропильных ферм; 10 - вертикальные крестовые связи (в продольном ряду колонн); 11 - подстропильные фермы; 12 - вертикальные портальные связи (в продольном ряду колонн)
Рис. 15. Узлы железобетонного каркаса одноэтажных промышленных зданий: а - сопряжение колонны с фундаментом; б - опирание подкрановой балки
на колонну; в - сопряжение балок и ферм с колонной; г - опирание
подстропильных конструкций на оголовке колонны; д - крепление подвесных
кранов к несущим балкам покрытия; е - опирание стропильных
и подстропильных балок на оголовки колонны;
ж - сопряжение стропильных, подстропильных ферм;
1 - фундамент; 2 - колонна; 3 - монолитный бетон; 4 - бороздки;
5 - закладная деталь; 6 - крепежная планка; 7 - болты М20;
8 - опорный лист толщиной 12 мм; 9 - подстропильные балки;
10 -сварной потолочный шов; 11 - стропильная балка;
12 - стальная обойма; 13 - несущая балка подвесного крана;
14 - стропильная ферма
Рис. 16. Многоэтажное здание с балочными перекрытиями:
а - поперечный разрез здания с плитами, опертыми на полки ригелей;
б - план; в - детали каркаса; 1 - самонесущая стена; 2 - ригель с полками;
3 - ребристые плиты; 4 - консоль колонны;
5 - железобетонный элемент для заполнения деформационных швов
Рис. 17. Сопряжение колонн между собой и с ригелями:
а - конструкция стыка колонн; б - общий вид сопряжения колонны и ригеля;
1 - стыкуемые оголовки колонн; 2 - центрирующая прокладка;
3 - рихтовочная пластинка; 4 - арматура колонны рабочая;
5 - то же поперечная; 6 - стыковые стержни;
7 - зачеканка и замоноличивание бетоном класса В25; 8 - ригель;
9 - плита перекрытия (связевая); 10 -закладные детали колонны
ригеля и плит; 11 - сварка арматуры, выпущенной из колонны и ригелей;
12 - накладка для сварки плит
Фундаменты устраивают столбчатые стаканного типа.
Колонны сечением 400 х 400, 400 х 600 мм консольного типа высотой в один этаж (для зданий с высотой этажа 6 м и для верхних этажей трех- и пятиэтажных зданий), в два этажа (для двух нижних, а также для верхних этажей четырехэтажных зданий) и в три этажа (для зданий с высотой этажа 3,6 м). У крайних колонн для опирания ригелей имеются консоли с одной стороны, у средних колонн - консоли с обеих сторон. Колонны изготовляют из бетона класса В15-В40.
На консоли колонн в поперечном направлении укладывают ригели. Их изготовляют из бетона класса В25, В30. Ригели первого типа (с полками для опирания плит) перекрывают пролеты 6 и 9 м. Ригели второго типа имеют прямоугольное сечение, их применяют в перекрытиях при установке провисающего оборудования.
Плиты перекрытий и покрытий изготовляются с продольными и поперечными ребрами из бетона класса В15-В35. По ширине их подразделяют на основные и доборные, укладываемые у наружных продольных стен. У основных плит, укладываемых по верху ригелей, в торцах имеются вырезы (для пропуска колонн). При нагруз-ках на перекрытие до 125 кН/м 2 применяются плоские пустотелые плиты, а вдоль средних рядов колонн укладывают сантехнические панели.
Связи между колоннами устанавливают поэтажно в середине температурного блока по продольным рядам колонн. Их изготовляют из стальных уголков в виде порталов или треугольников такой же конструкции, как и в одноэтажных зданиях.
Привязка колонн крайних рядов и наружных стен к продольным разбивочным осям нулевая, либо разбивочная ось здания проходит по центру колонны. Привязка колонн торцовых стен принимается 500 мм, а в зданиях с сеткой колонн 6x6 м - осевая. Колонны средних рядов располагаются на пересечении продольных и поперечных осей. Узлы каркаса (рис. 17) - это опорные соединения однотипных или разнотипных сборных элементов, обеспечивающих пространственную жесткость конструктивных стержней. К основным узлам относят:
сопряжение ригелей с колоннами достигается сваркой закладных деталей ригелей и консолей колонн, а также сваркой выпусков верхней арматуры ригелей со стержнями, пропущенными сквозь тело колонны. Зазоры между колоннами и торцами ригелей заполняют бетоном;
стыки колонн многоэтажных зданий для удобства монтажа предусматривают на высоте 0,6 м от уровня пола. Торцы колонн снабжены стальными оголовкам. Стык осуществляется приваркой стыковых стержней к металлическим оголовкам с последующим замоноличиванием;
стыки плит перекрытия. Уложенные плиты соединяют сваркой закладных деталей с ригелями, с колоннами и между собой. Полости стыков между ребрами замоноличивают бетоном. Безбалочный железобетонный каркас с сеткой колонн 6x6м в виде многоярусной и многопролетной рамы с жесткими узлами и нагрузками на перекрытие от 5 до 30 кН/м 2 (рис. 18).
Основные элементы каркаса: колонны, капители, межколонные и пролетные плиты - изготовляют из бетона класса В25-В40.
Колонны высотой в один этаж устанавливают по сетке 6x6м. В верхней части колонны имеется уширение (оголовки) для опирания капителей, которое имеет вид опрокинутой усеченной пирамиды со сквозной полостью для сопряжения с концами колонн.
Рис. 18. Многоэтажное здание с безбалочными перекрытиями:
а - поперечный разрез; б - план; 1 - самонесущая стена;
2 - капитель колонны; 3 - плиты межколонные; 4 - то же пролетные
Рис.19 . Сборное безбалочное перекрытие:
а - план и разрезы; б - общий вид;
1 - оголовок колонны; 2 - капитель; 3 - плита межколонная;
4 - то же пролетная; 5 - монолитный бетон; 6 - монолитный железобетон;
7 - полка для опирания пролетной плиты; 8 - колонна
Капитель надевают на оголовок и крепят сваркой стальных закладных деталей. На капители в двух взаимно-перпендикулярных направлениях укладывают многопустотные межколонные плиты и приваривают по концам к закладным деталям капителей. После установки колонны следующего этажа стык заливают бетоном. Затем в зону между концами межколонных плит укладывают стальную арматуру, приваривая ее к закладным деталям. После забето-нирования плиты работают как неразрезные конструкции.
Участки перекрытия, ограниченные межколонными плитами, заполняют пролетными плитами квадратной формы, опирая их по контуру на четверти, предусмотренные в боковых гранях межколонных плит.
К основным узлам безбалочного каркаса относят (рис. 19): стыки колонн, расположенные на 1 м выше перекрытия, такой же конструкции, как и в балочном каркасе; стык капители с колонной. На четырехстороннюю консоль колонны опирают капитель, приваривая снизу закладные детали, а сверху арматурные накладки. Зазор между колонной и капителью замоноличивают бетоном класса В25; стыки плит перекрытия. Межколонные плиты опирают выпусками арматуры на закладные детали, замоноличивая стык бетоном. Пролетные плиты опирают выпусками арматуры на закладные детали межколонных панелей. После сварки клиновидные пазы стыков замоноличивают.
Железобетонные балки применяются в односкатных, многоскатных и малоуклонных, а также плоских покрытиях одноэтажных промышленных зданий с пролетами (L) от 6 до 18 м.
Балки односкатных, плоских и малоуклонных покрытий имеют прямолинейный верхний пояс (рис. 1 а, б, в), а в двускатных балках верхний пояс имеет ломаное очертание с уклоном i = 1:12 (рис.2).
Конструкция балок допускает крепление к ним подвесных кранов грузоподъемностью до 50 кН.
Для пролетов 6 и 9 м балки имеют тавровое сечение с высотой на опоре 590 и 890 мм.
Балки пролетами 12 и 18 м изготавливают двутаврового или прямоугольного сечений с высотой на опоре 890, 1190 и 1490 мм. Балки двутаврового сечения с толщиной стенки 80 мм усилены на опорах массивными вертикальными ребрами. Для снижения массы в балках прямоугольного сечения устраивают отверстия (рис.2 б). Такие балки опорных частях просты в изготовлении и облегчают разводку верхних коммуникаций, но имеют больший вес, нежели балки таврового или двутаврового сечений.
На верхнем поясе железобетонных балок предусматривают закладные элементы (М) для крепления прогонов или плит покрытия, на нижнем поясе и стенке – для крепления подвесных путей, а в – стальные листы с вырезами для крепления балок к колоннам. Опирание балки на колонну показано на рис. 3.
б) г)
в)
Рис. 1. Железобетонные балки пролетом 6, 9 и 12 м:
а) для односкатных покрытий (L= 6, 9 м);
б) для плоских покрытий (L= 12 м);
в) для малоуклонных покрытий (L= 12 м)
г) сечение балок для б) и в)
а)
2 - 2
б)
Рис. 2. Двускатные железобетонные балки:
а) сплошного сечения для L= 6, 9 м;
б) решетчатая для L= 12 и 18 м
Рис. 3. Опирание железобетонной балки на колонну
Железобетонные фермы применяют для перекрытия пролетов 18, 24 и редко 30 м. По очертанию поясов они бывают сегментными, арочными безраскосными и раскосными, с параллельными поясами и полигональными (рис.4).
Рис. 4. Очертания поясов ферм: а – сегментное; б – полигональное;
в – трапецеидальное; г – с параллельными поясами; д - треугольное
Треугольные фермы применяют, в основном, для кровель из асбестоцементных и металлических листов, а с параллельными поясами – для плоских покрытий под рулонную кровлю.
Для придания кровле небольших уклонов используют сегментные и арочные фермы со столбиками для опирания на них панелей покрытия. Такие «рожковые» фермы для малоуклонных покрытий приведены на рис. 5 а.
Наиболее рациональны по распределению материала сегментные и арочные фермы, имеющие ломаный или криволинейный верхний пояс. По сравнению с фермами других очертаний в элементах решетки этих ферм усилия меньше, что позволяет делать решетку более редкой. Фермы с параллельными поясами и полигональные имеют простую конфигурацию и хороши тем, что взаимозаменяемы со стальными фермами. Однако, к их недостаткам следует отнести сравнительно мощную решетку и большую высоту, что приводит к перерасходу материала на стены и увеличению малополезного объема здания, кроме того, они требуют дополнительных вертикальных и горизонтальных связей в покрытии.
Опирание железобетонной фермы на колонну показано на рис.6.
Рис. 5. Железобетонные безраскосные фермы:
а – для малоуклонной кровли;
б - для скатной кровли
Рис. 6. Опирание железобетонной фермы на колонну
29. В каких случаях в промышленных зданиях применяют подстропильные конструкции.
нарисуйте схему здания.
Подстропильные балки и фермы применяют в средних рядах многопролетных зданий для опирания стропильных балок или ферм в тех случаях, когда их шаг составляет 6 м, а шаг колонн средних рядов- 12 м (рис. 79). Длина подстропильных балок и ферм равна 12 м, однако в дальнейшем предполагается применение этих конструкций длиной 18 и 24 м.
Рис. 79. Подстропильные железобетонные конструкции а - балка; б - ферма
Подстропильные балки используют в покрытиях с балочными стропильными конструкциями, а подстропильные фермы - в покрытиях со стропильными фермами.
Подстропильные конструкции устанавливают вдоль здания по верху колонн и скрепляют с последними сваркой закладных деталей. Для опирания стропильных конструкций по концам и по середине подстропильных балок и ферм предусмотрены закладные листы с приваренными к ним анкерными болтами. Стропильные конструкции соединяют с подстропильными анкерными болтами и сваркой. В зданиях с подстропильными конструкциями с целью сохранения унифицированной высоты помещений применяют колонны, укороченные на 700 мм, т. е. на высоту опорной части подстропильных конструкций.
30. Что такое межферменный этаж? Каким образом можно использовать межферменное
пространство в промышленных зданиях? Нарисуйте схему здания с межферменным этажом.
МЕЖФЕРМЕННЫЙ ЭТАЖ - этаж производственного здания; расположен в пределах пространства, ограниченного (как правило) верхним и нижним поясами ферм покрытия или перекрытия здания. Используется преимущественно как технический этаж, иногда для размещения административно-конторских и др. подсобных помещений.
31. Нарисуйте и объясните конструктивные особенности стен, применяемых в промышленных
Стеновые ограждения промышленных зданий выполняются как правило самонесущими и ненесущими (навесными). В промышленном строительстве несущие стены применяют редко, для их устройства используют кирпич, крупные и мелкие блоки и другие строительные материалы.
Основные виды стеновых ограждений отапливаемых промышленных зданий - крупнопанельные конструкции из легкого или ячеистого железобетона и ограждения из тонколистовой стали, алюминия, асбестоцемента и других листовых материалов с эффективными утеплителями. Стеновые ограждения неотапливаемых промышленных зданий и цехов с избыточным тепловыделением делают обычно из железобетонных панелей, а также облегченного типа - из профилированных стальных листов или из стеклопластика.
32. Для чего применяют фахверковые колонны в промышленных зданиях? Нарисуйте схему
применения фахверков.
Фахверковые колонны - колонны, не испытывающие основную нагрузку от тяжелых конструкций перекрытий. Их устанавливают в торцах пролетов для укрепления ограждающих конструкций и противостоянию ветровым нагрузкам. В ряду данного вида колонн выделяются связевые колонны, соединенные вертикальными связями из металла для восприятия действующих горизонтальных сил.
33. Назовите виды водоотвода с покрытий. Нарисуйте их схемы.
Водоотвод с покрытий промышленных зданий может быть наружным и внутренним. В одноэтажных однопролетных зданиях, как правило, бывает наружный неорганизованный водоотвод. В многоэтажных и одноэтажных многопролетных зданиях обычно устраивают внутренний водоотвод.
При неорганизованном водоотводе свес карниза покрывают специальным фартуком из кровельной стали. Фартук в верхней части имеет бортик для защиты нижнего края рулонной кровли от ветра, а в нижней части - отворотную ленту, не допускающую попадания стекающей воды на стену. Фартук крепят гвоздями к рейкам, которые прибивают к антисептированным пробкам.
Система внутреннего водоотвода состоит из водоприемных воронок, устраиваемых в ендовах (рис. 108,а, б), и сети расположенных внутри здания труб, отводящих воду в ливневую канализацию. Расположение водоприемных воронок, отводных труб и стояков назначают в соответствии с размерами площади покрытия и поперечного профиля. Воронки ставят на расстоянии не более 24 м друг от друга так, чтобы площадь кровли, приходящаяся на одну воронку, не превышала 300 м2. Водораздел и необходимые продольные уклоны для стока воды к воронкам в ендовах создаются за счет переменной толщины укладываемого в них слоя легкого бетона. Водоприемная воронка состоит из патрубка, соединяемого с водоотводящими трубами, и корпуса воронки с отверстиями для приема стекающей с кровли воды, вставляемого в патрубок. Сверху корпус воронки имеет съемную крышку на случай необходимости прочистки труб.
В месте установки воронки в железобетонной плите покрытия предусматри-вается отверстие размером 400Х X 400 мм, в которое вставляют чашеобразный чугунный поддон с отверстием для пропуска патрубка воронки. После установки патрубка в поддон участки между его стенками и патрубком заливают расплавленной битумной мастикой. Корпус воронки устанавливают в патрубок поверх рулонной кровли и в нижней своей части заливают битумом. Такое конструктивное решение необходимо для водонепроницаемости покрытия в местах установки водоприемных воронок.
Покрытия с наружным водоотводом, который осуществляется с помощью желобов и водосточных труб (наружный организованный водоотвод). Покрытия с наружным водоотводом допускается применять для зданий высотой не более 5 этажей (см. рис. 3.43 а);
Покрытия с внутренним водоотводом, который осуществляется с помощью системы ливневой канализации, состоящей из водоприемных воронок и вертикальных канализационных стояков, расположенных внутри здания (см. рис. 3.43 б);
34. Какие несущие и ограждающие конструкции называют легкими.
35. Перечислите строительные параметры и технические характеристики зданий из легких
металлических конструкций.
36. Перечислите требования, предъявляемые к полам производственных зданий. Укажите 3 типа
полов промышленных зданий.
37. Каким образом обеспечивается пространственная жесткость в промышленных зданиях?
Нарисуйте типы связей.
Обеспечение пространственной жесткости железобетонного каркаса
Система связей призвана обеспечить необходимую пространственную жесткость каркаса. В ее состав входят:
o вертикальные связи;
o горизонтальные связи по верхнему (сжатому) поясу ферм;
o связи по фонарям.
Вертикальные связи располагают:
Между колоннами в середине температурного блока в каждом ряду колонн: при шаге колонн 6м - крестовые; 12м - портальные. В зданиях бескрановых и с подвесными кранами связи ставят только при высоте колонн 9,6 м. Выполняют связи из уголков или швеллеров и крепят к колоннам с помощью косынок (рис. 14);
Между опорами ферм и балок связи ставят в крайних ячейках температурного блока в зданиях с плоским покрытием. Без подстропильных конструкций - в каждом ряду колонн, с подстропильной конструкцией - только в крайних рядах колонн.
Горизонтальными связями являются: плиты покрытия. В торцах фонарных проемов устойчивость стропильных балок и ферм обеспечивается горизонтальными крестовыми связями, установленными в уровне верхнего пояса, в последующих пролетах (под фонарями) - стальными распорками; при больших пролетах и высоте здания на уровне нижнего пояса ферм устраивают горизонтальные связи между крайними парами ферм, находящимися в торцах здания; в зданиях с шагом крайних и средних колонн 12 м предусматриваются горизонтальные фермы в торцах (по две в каждом пролете на температурный блок). Эти фермы стоят на уровне нижнего пояса стропильных ферм.
Рис. 14 Обеспечение пространственной жесткости каркаса:
а - размещение горизонтальных связей в покрытии; б - усиление торцовых
стен венцовыми фермами; в - размещение вертикальных связей в зданиях
с плоскими покрытиями (без подстропильных конструкций);
г - вертикальные связи в зданиях с подстропильными конструкциями;
д - вертикальные крестовые связи; е - вертикальные портальные связи;
1 - колонны; 2 - стропильные фермы; 3 - плиты покрытия; 4 - фонарь;
5 - ветровая ферма; 6 - горизонтальная крестовая связь (в торцах фонарного проема); 7 - стальные распорки (в уровне верхнего
пояса ферм); 8 - подкрановые балки; 9 - металлические связевые
фермы между опорами стропильных ферм; 10 - вертикальные крестовые
связи (в продольном ряду колонн); 11 - подстропильные фермы;
12 - вертикальные портальные связи (в продольном ряду колонн)
Рис. 1. Вертикальные связи по железобетонным колоннам:
а – крестовые связи при шаге колонн 6 м;
б – портальные связи при шаге колонн 12 м
38. Какие производственные здания называются универсальными. Нарисуйте их конструктивные
схемы. Назовите особенности их проектирования.
здания, объемно-планировочные решения которых не зависят от технологии, т.е. в них предусматривается размещение различных предприятий. Такие здания называются универсальными, которые позволяют использовать межферменное пространство и освободить производственные площади от внутренних конструкций. Такие здания отличаются предельной простотой плана, разрезов и объемов. Появление укрупненных сеток колонн 12Х18 и 12X24 м позволило лучше использовать внутреннее пространство здания и облегчило четкое расчленение его площади главными и второстепенными проездами и проходами на панели и кварталы. Образовавшиеся панели и кварталы, а также различные уровни в пределах общего объема здания подвергаются четкому зонированию между различными по функциональным требованиям помещениями.
Универсальные одноэтажные производственные здания машиностроения с квадратной сеткой колонн. За последние годы господствующим типом здания для основных цехов машиностроения стал прямоугольный или квадратный корпус больших размеров, с укрупненной сеткой колонн, собираемый из унифицированных сборных железобетонных конструкций. Некоторые предприятия машиностроения доведены до «корпуса-завода».
Универсальные быстровозводимые производственные здания: в основу предлагаемого решения легло чередование широких пролетов, предназначаемых для использования в качестве сборочных цехов основного производства, с многоэтажными встройками (пристройками), в которых размещаются подсобные и вспомогательные помещения. Эти встройки и пристройки служат одновременно и опорами для несущих конструкций широких пролетов (рисунок 20).
Рисунок 20 – Объемно-планировочный и конструктивный замысел (трехпролетная секция):
1 – широкие пролеты длиной 18–48 м; 2 – объемно-блочные пристройки длиной более 9 м при пролете 18–36 м, длиной 12 м и пролете 48 м; 3 – объемно-блочные встройки длиной 9 м
Широкие пролеты оснащают мостовыми кранами грузоподъемностью 10– 30 т, зенитными фонарями, обеспечивающими необходимую естественную освещенность. В их обеих торцевых стенах можно расположить въездные ворота. Чередование широких пролетов с покрытием в виде провисающих оболочек с многоэтажными частями здания позволяет создать своеобразный архитектурный облик (рисунок 21). Разновысокие пролеты придают оригинальность силуэту здания.
Встройки используют в основном для размещения подсобно-производственных и некоторой части вспомогательных помещений, инженерного оснащения производственного процесса. В местах, требующих прямых технологических связей между технологическими процессами, протекающими в параллельных пролетах, во встройках на уровне первых этажей устраивают проходы и проезды.
Рисунок 21 – Схема варианта торца здания
Основным конструктивным элементом встройки и пристройки приняты модульные объемные блоки (МОБ), различное сочетание которых дает возможность сформировать здания требуемой высоты, ширины, обладающие большой несущей способностью. Высокая заводская готовность таких блоков позволяет монтировать их непосредственно с колес. Габариты блоков не препятствуют транспортированию их по железной дороге. Высота блока – 4, ширина – 3, а длина – 6 и 9 м (рисунок 22). Масса блока 16– 20 т.
Рисунок 22 – МОБ пристроек
Единая конструктивная основа всех блоков – пространственный железобетонный каркас, на который навешены необходимые ограждающие элементы.
39. Какие производственные здания называются герметизированными. Назовите особенности их
проектирования.
В предприятиях электронной техники, радиотехнической промышленности, точного приборостроения в настоящее время широко распространены здания с герметизированными помещениями, т. е. изолированными от всяких неблагоприятных влияний окружающей среды.
В таких помещениях создают особые метеорологические условия, обеспечивающие необходимые параметры температуры, влажности и подвижности воздуха. При этом в проектах должны быть предусмотрены устройства и технические средства, исключающие содержание в воздухе рабочих помещений пыли в концентрациях, превышающих предельно допустимые для размещаемых в них производств.
По технологическим и эксплуатационным требованиям производственные герметизированные цехи, участки и отделения подразделяют у нас на три класса - I, II, III и на пять подклассов: 1а, 16, 1в, 11а и 116.
В герметизированных помещениях I класса концентрация пыли не должна превышать 0,001 мг/м3, а размер частиц пыли должен быть не более 0,3 мк. Такие помещения должны быть защищены от других специальными входными шлюзами и обдувочными устройствами. В помещениях I класса не допускается открытая прокладка сетей и коммуникаций, для которых устраивают технические этажи, подвалы или каналы. Помещения подклассов 1а и 16 не следует располагать у наружных стен и в них не допускается устройств наружных окон, освещение следует проектировать искусственное.
Помещения 1в подкласса, II и III классов допускается размещать по периметру здания, освещение в них применяют смешанное. Заполнение оконных проемов должно обеспечивать герметизацию помещений. Оконные блоки следует проектировать с переплетами с ограниченным количеством горбыльков и обвязок обтекаемой формы.
Конструкция окон герметизированных помещений должна обеспечивать возможность применения солнцезащитных устройств для уменьшения влияния солнечной радиации. Рекомендуется применять остекление из светорассеивающего стекла или из стекла, не пропускающего инфракрасные лучи.
Внутренние поверхности герметизированных помещений I класса отделывают гладкими материалами, не допускающими образования и скопления пыли, удобными для очистки.
В помещениях II класса содержание пыли не должно превышать 0,01 мг/м3 внутреннего воздуха при размере частиц пыли до 2 мк. В этих помещениях можно устраивать наружные герметические окна. Промышленные проводки в помещения подкласса 11а делают скрытые, а подкласса 116 -частично скрытые.
В помещениях III класса концентрация пыли допускается до 1 мг/м3 при размерах частиц пыли до 5 мк. В этих помещениях допускается устройство окон и частично открытой прокладки трубопроводов; их можно оборудовать только тамбурами с плотно закрывающимися дверями.
Пропускник для производственных помещений I класса и 11а подкласса должен включать:
o помещения для чистки обуви с соответствующим оборудованием;
o гардеробные для хранения уличной одежды, домашней и рабочей обуви и отдельно для хранения домашней и рабочей одежды, а также для хранения спецодежды и головных уборов из безворсовых тканей;
o умывальные и уборные;
o шлюз первичной обработки (только для более ответственных производств в помещениях I класса); шлюз для обеспыливания одежды при выходе из бытовых помещений в производственные I класса и Па подкласса.
В бытовых помещениях, обслуживающих производственные помещения 116 подкласса и III класса должны быть предусмотрены помещения для чистки обуви, гардеробные для хранения уличной, домашней и рабочей одежды, умывальные, душевые и санитарные узлы.
40. Перечислите зоны производственных территорий промышленных предприятий. Правило
распределения людских и грузовых потоков на территории промышленного района.
Принципы планировки и застройки заводской территории
Расположение зданий и сооружений должно соответствовать требованиям технологического процесса, так чтобы производственный поток был наиболее коротким, без встречных и возвратных движений. Компоновка генерального плана предприятия или группы предприятий, подчиненная требованиям производственного процесса, зависит от вида транспортируемых материалов, полуфабрикатов и готовой продукции.
В соответствии с направлением и характером грузовых потоков должны располагаться железнодорожные, безрельсовые пути и другие транспортные средства. Во многих химических производствах основная связь между цехами осуществляется трубопроводами, а рельсовый межцеховой транспорт применяется лишь для доставки сырья и вывоза фабриката. На металлургических заводах характер сырья, полуфабрикатов и продукции требует сооружения развитого рельсового транспорта.
Неправильно начинать проектирование генерального плана с простого размещения цехов и сооружений согласно их списку и схеме технологического процесса. Проектирование должно начинаться с объединения, группировки отдельных цехов, устройств и сооружений в возможно малое число блоков и последующего распределения - зонирования территории между этими блоками. Зонирование - первый из основных принципов проектирования генеральных планов промышленных предприятий.
Есть несколько видов зонирования. Важнейший из них - зонирование по производственному (функциональному, технологическому) признаку. В общем случае промышленная территория, как правило, подразделяется на четыре зоны:
I - предзаводская зона - зона заводских вспомогательных зданий и сооружений (административные здания, проходные, лаборатории, здания или помещения медицинского, учебного и культурного обслуживания и т. д.) с предзаводскими площадями и стоянками пассажирского транспорта;
II - производственная зона (основные цехи заготовочного, обрабатывающего и сборочного циклов, а также цехи подсобного назначения, если они обслуживают только данное предприятие, а не весь промышленный район). Нередко на крупных предприятиях машиностроения, особенно комплексных, эта зона расчленяется на две - зону обрабатывающих (холодных) цехов и зону заготовительных (горячих) цехов;
III - подсобная зона (энергетические объекты, основные технические полосы для прокладки инженерных коммуникаций и т.п.);
IV - зона складов и основных транспортных устройств (склады, депо, сортировочные станции и т. п.).
В связи с возможностью кооперирования подсобно-вспомогательных устройств для ряда предприятий или всего промышленного района распространенным и типичным в строительстве специализированных предприятий является их размещение в одном здании. И в этом случае принцип зонирования не теряет своего значения.
Если на площадке предприятия стоит одно производственное здание, то зонирование осуществляется в пределах здания с учетом постановки его на генеральном плане и ориентации отдельных помещений - административно-вспомогательного, производственного, подсобного, энергетического и складского назначения.
Для обеспечения минимального пробега грузов необходимо освобождать территорию предприятий со стороны входов и подходов к основным цехам от грузовых потоков с отнесением операций по погрузке и выгрузке к периферии участка. Здесь мы имеем дело с зонированием территории предприятия по степени грузоемкости цехов.
Железнодорожный ввод на территорию предприятий следует располагать с тыльной стороны промышленной площадки вблизи зданий и сооружений с наибольшим грузооборотом. Схема грузопотоков с распределением их по территории предприятий, как правило, является наглядным подтверждением правильности расположения цехов в зависимости от их грузоемкости.
Трудоемкие цехи с наибольшим количеством работающих располагают вблизи входа на территорию предприятий, а менее трудоемкие - в глубине территории, и здесь мы имеем дело с зонированием по степени трудоемкости цехов. Схема людских потоков служит обоснованием правильности решения генерального плана с точки зрения расположения входов и организации движения рабочих по территории предприятий.
Пути передвижения людей должны быть наиболее короткими и не пересекающимися с грузовыми потоками. В случае, когда трудно избежать пересечений (например, на больших заводах и в промышленных узлах при напряженных грузовых и людских потоках), их следует предусматривать в разных уровнях.
41. Укажите способы размещения промышленных узлов в зависимости от вида производства и
степени выделения производственных вредностей. Как учитывается роза ветров при
проектировании производственных зданий.
42. Что такое АБК? Укажите состав помещений АБК. Перечислите и нарисуйте способы
размещения АБК на территории промышленного предприятия.
Административно-бытовой корпус имеет разнообразные по функциональному назначению и объемно-планировочному решению помещения. В каждом из них свое размещение оборудования, свой температурно-влажностный режим, свои требования к освещенности. При проектировании АБК используется принцип формирования их из отдельных блоков гардеробно-душевых, административных помещений, столовой и конференц-зала.
По отношению к производственным объектам административно-бытовые помещения и их комплексы могут быть встроенными, пристроенными или отдельно стоящими. Различные приемы размещения встроенных административно-бытовых помещений в одно-, двух-и многоэтажных производственных зданиях. Встроенные помещения (встройки) занимают часть объема производственного здания и, как правило, примыкают к наружным стенам, обеспечивая естественное освещение и аэрацию части административно-бытовых помещений.
Пристройки - административно-бытовые здания, примыкающие к производственным продольной стороной или торцом. Пристройки располагают со стороны наиболее многолюдных и наименее пожаровзрывоопасных производств. При пролетном типе производственных зданий различают пристройки к продольной стороне и к торцам пролетов. Отдельно стоящие административно-бытовые здания, в которых расположены помещения повседневного обслуживания, должны быть связаны с отапливаемыми производственными зданиями крытыми отапливаемыми переходами. Допускается делать неотапливаемые переходы в районах с теплым мягким климатом и в случае, если в одном административно-бытовом здании обслуживаются работающие нескольких рассредоточенных производственных объектов, когда в каждом из них работают не более 30 чел. в самой многочисленной смене. При этом обязательным условием является наличие теплой одежды у работающих и мест для ее хранения в каждом из зданий.
Наиболее простыми по конструкции и удобными для работающих являются наземные переходы. Их устройство препятствует проезду транспорта между производственным и административно-бытовым зданием, однако при наличии только одного перехода отсутствуют замкнутые пространства и такое решение можно считать приемлемым.
Для бытового обслуживания рабочих на пром предприятии предусматривают след бытовые помещения: гардеробные, умывальные, уборные, душевые . Рядом с бытовыми помещениями размещают пункты здравоохранения, буфеты, столовые и др. Быт помещения м/о размещать в пристройке к стене цеха (обычно торцевой) , в отдельно стоящем здании, а иногда внутри цеха. При выборе места быт помещений исходят из требований максимального приближения их к рабочим местам.
Состав и оборудование быт помещений. Гардеробные предназначают для хранения уличной, домашней и рабочей одежды. Способ хранения одежды может быть закрытым(в шкафчиках) ,открытым(на вешалках и в открытых шкафчиках). При закрытом способе хранения одежды число мест принимают по суммарному кол-ву работающих во всех сменах, при хранении на вешалках – исходя из кол-ва работающих в двух или наиболее многочисленных сменах. Гардеробные оборудуют скамьями шириной 0,3 м, которые размещают у шкафов по всей длине их ряда.
Уборные следует размещать на расстояниях, не превышающих 75 м от наиболее удаленного рабочего места. Входы в уборные устраивают через тамбура с самозакрывающимися дверями. Число унитазов назначают в зависимости от кол-ва человек, работающих в самой многочисленной смене из расчета 1 унитаз на 15 женщин или 30 мужчин.
Душевые размещают смежно с гардеробными. Расчетное кол-во человек на 1 душ - 3 или 15 человек. Размещать душевые и преддушевые у наружных стен не допускается. Преддушевые, предназначенные для переодевания, оборудуют вешалками для полотенец и скамьями.
1.1 .. Промышленные здания отличаются разнообразием объемно- планировочных и конструктивных решений и классифицируются ро следующим основным признакам: по назначению :
Производственные (в которых осуществляется производство какого-либо вида продукции);
Обслуживающие(склады, транспортные боксы и пр.);
Вспомогательные(котельные, трансформаторные, насосные, и пр.);
Административно-общественные (заводоуправление, бытовые помещения, лаборатории и пр).
по этажности :
Одноэтажные;
Многоэтажные;
по количеству пролетов:
Однопролетные;
Многопролетные.
по оснащенности подъемно-транспортным оборудованием:
Крановые;
Бескрановые.
Характерной особенностью промышленных зданий служит их зависимость от технологических требований, к которым, помимо ранее освещенных общих требований функциональной целесообразности, прочности, художественной выразительности и экономичности, относятся следующие: - к рабочему пространству, которого должно быть достаточно для размещения в нем технологического оборудования, инженерных систем, полноценных рабочих мест для людей, занятых в производстве;
- к воздушной среде , которая должна обеспечивать благоприятные условия для протекания технологического процесса и работы людей в соответствии с санитарными нормами, оговоренными в соответствующих СНиП;
к температурно-влажностному режиму , параметры которого(температура, влажность, скорость движения воздуха) строго регламентируются нормами для различных видов производственных процессов.
Особо следует выделить требование к механизации и автоматизации производственных процессов, которые призваны значительно повысить производительность и комфортность условий труда.
1 .2. Большинство одноэтажных промышленных зданий выполняются каркасными с использованием сборных железобетонных конструкций (рис. 1.12). Жесткость таких зданий обеспечивается поперечными рамами (совместная работа колонн с фермами или балками покрытия), жестким диском покрытия , подкрановыми балками и вертикальными связями .
Пролеты одноэтажных каркасных промзданий принимаются равными 6, 9, 12, 18 и 24 м; шаг колонн - 6, 12 и 18 м; высота пролетов (расстояние от пола до низа несущих конструкций покрытия) - от 3 до 6 м с модулем 600 мм и от 6 до 18 с модулем 1200 мм.
Рис.1.12. Одноэтажные промышленные здания:
а - однопролетное, бескрановое; б - многопролетное равновысокое, крановое; в - многопролетное разновысокое, крановое; 1 - монорельс; 2 - мостовой кран; 3 - подвесной кран; 4 - зенитный фонарь; 5 - обвязочная балка.
В состав промышленного здания входят: фундаменты, колонны, подкрановые балки, стропильные конструкции (балки, фермы), подстропильные фермы, плиты покрытия, связи жёсткости.
Устойчивость и пространственная жёсткость одноэтажных какркасов обеспечивается совместной работой поперечных рам каркаса, связанных между собой подкрановыми балками, жёстким диском покрытия и вертикальными металлическими связями жёсткости (рис.1.13).
Детальное рассмотрение особенностей проектирования и конструирования одноэтажного железобетонного каркаса промышленного здания является темой одного из практических занятий, поэтому в данном вопросе ограничимся общей информацией.
. 
Рис.1.13. Фрагмент одноэтажного промышленного здания, выпол-
ненного в железобетонном каркасе:
1 - фундамент; 2 - фундаментные балки; 3 - колонны; 4 - подкрановые балки;
5 - стропильные фермы; 6 - плиты покрытия; 7 - фонарь; 8 - окно; 9 - стена;
10 - стальные вертикальные связи жёсткости.
Основу стального одноэтажного каркаса (рис.1.14) составляют колонны – прокатные двутавровые с консолями для опирания подкрановых балок (рис.1.15а); в зданиях со значительными нагрузками используют ступенчатые(двухветвевые) колонны (рис.1.15б).
Стальные подкрановые балки длиной 6 и 12 м имеют двутавровое сечение, усиленное двусторонними рёбрами.
Стальные стропильные фермы по очертанию верхнего пояса бывают с параллельными поясами или треугольные (рис.1.16). Изготавливают фермы из стальных прокатных профилей и соединяют в узлах электросваркой или высокопрочными болтами.
Пространственная жёсткость стальных каркасов обеспечивается системой горизонтальных и вертикальных связей, установленных между стропильными фермами и колоннами.
Рис.1.14. Фрагмент одноэтажного промышленного здания, выпол-
ненного в стальном каркасе:
1 - колонны; 2 - подкрановые балки; 3 - вертикальные связи; 4 - стропильные фермы;
5 - связи в коньке фермы; 6 - растяжки; 7 - прогоны; 8, 9 - крестовые вертикальные и
горизонтальные связи.
Рис. 1.15. Кололнны стального каркаса: а) - постоянного сечения
для крайнего ряда; б) - двухветвевая для среднего ряда.
1 - фундамент; 2 - башмак; 3 - ствол; 4 - подкрановая консоль; 5 - оголовок; 6 - обрез
колонны; 7 - решётка.
Рис. 1.16. Стропильные и подстропильные стальные фермы.
1 - колонна; 2 - стропильные фермы; 3 - кровельное покрытие; 4 - треугольная
подстропильная ферма.
Лёгкими называют одноэтажные промышленные здания с несущими элементами из высокопрочной стали или эффективных профилей, в которых стены и покрытия выполняются из тонколистного металла.
Наиболее распространены следующие типы зданий.
Со структурным покрытием из прокатных профилей или труб (рис.1.17). Колонны в таких зданиях выполняют из двутавров или труб, подкрановые балки - сварные двутавры, покрытие - пространственная структура в виде плиты, образованной пирамидами из уголков и труб. Прогоны покрытия - из швеллеров, покрытие и стены - из тонкого стального листа с эффыективным утеплителем.
Рис. 1.17. Здание облегчённого типа.
1 - колонна; 2 - подкрановая балка; 3 - пространственная структура; 4 - покрытие
из стального настила; 5 - зенитные фонари; 6 - прогоны покрытия; 7 - стеновые
панели из стального лтста; 8 - окно; 9 - цокольная панель; 10 - стойка стенового
фахверка; 11 - ригели фахверка.
С несущими рамами из двутавров с перфорированной стенкой (рис.1.18). Поперечные рамы совместно с прогонами покрытия и элементами стенового фахверка образуют несущий каркас здания. Стены и покрытие здания выполняют из листовых кон-струкций.
Здания из лёгких металлических конструкций используют на предприятиях машиностроения, лёгуко, пищевой и деревообрабатывающей промышленности.
Рис.1.18. Здание с каркасом из перфорированных двутавров.
1 - фундамент; 2 - рама из стального двутавра; 3 - прогоны; 4 - покрытие из
асбестоцементных листов; 5 - стены из асбестоцементных листов; 6 - окно;
7 - цокольнфя панель.
1 .3 В основу многоэтажных промышленных зданий, которые, как правило, выполняются каркасными с самонесущими или навесными (панельными), стенами, положены типовые унифицированные двух-, трех- и многопролетные габаритные схемы с сеткой колонн 6х6, 6х9, 6х12 м (рис.1.19). Высота этажей колеблется в пределах 3,6 - 7,2 м (кроме случаев с большепролетным верхним этажом, оснащенным мостовым краном (рис. 19д)
Схема каркаса – рамно-связевая, где поперечная устойчивость обеспечивается жесткостью поперечных рам, а продольная - вертикальными стальными связями.
Рис. 1.19. Габаритные схемы многоэтажных промышленных зданий:
а - двухпролетная; б - многопролетная; в - двухпролетная с подвесным краном; г - трехпролетная с подвесным краном в верхнем этаже; д - то же, с мостовым краном; L - пролет 6, 9 или 12 м; Hв - .высота верхнего этажа (3,6; 4,8; 6 м); Hср – высота среднего этажа (3,6; 4,8; 6 м); Hн - высота нижнего этажа (3,6; 4,8; 7,2 м); шаг колонн во всех схемах 6 м.
Несущий остов многоэтажного промышленного здания, исполненного в железобетонном каркасе включает в себя фундаменты, фундаментные балки, колонны, ригели, плиты перекрытия, вертикальные связи жесткости (рис.1.20).
Рис. 1.20. Многоэтажный балочный каркас.
1 - фундамент; 2 - колонны; 3 - ригели; 4 и 5 - плиты перекрытия и покрытия.
Фундаменты и фундаментные балки идентичны тем, что используются в одноэтажных каркасных зданиях (I. 3.3).
Колонны с консолями прямоугольного сечения 400х400 и 400х600 мм изготав-
ливают высотой на 1, 2 или 3 этажа.
Стыки колонн устраивают на 900 или 500 мм выше уровня чистого пола, поскольку именно в этих местах изгибающий момент имеет наибольшее значение.
Ригели, имеют прямоугольное или тавровое сечение высотой 800 мм, опираются на консоли колонн и соединятся с ними сваркой закладных деталей (рис.1.21).
В тех случаях, когда применяются ригели таврового сечения (тип 1), плиты перекрытия опираются на его нижние полки и имеют длину 5550 мм (связевые - 5050 мм), в то время, как при использовании ригелей прямоугольного сечения (тип 2), плиты укладываются поверх ригеля и имеют длину 5950 мм (рис.1.22). Размеры сечения плит - 1500х400 и 750х400 мм.
Рис.1.21. Узлы балочного железобетонного каркаса: а) - стык колонн и опирание
ригелей; б) - сопряжение ригеля с крайней колонной.
1 - колонна; 2 - плита перекрытия; 3 - швы, заделанные бетоном; 4 - сталь-
ные оголовки колонн; 5 - выпуски арматуры; 6 - стыковые стержни; 7 - ри-
гель; 8 - стыковая накладка.
Монтаж перекрытия начинают со связевых (межколонных) плит, расположенных по осям колонн в соответствии со схемой, приведенной на рис.1.22. Связевые плиты передают горизонтальные продольные усилия на вертикальные связи жесткости. В системе перекрытия тип 1 его общая строительная высота составляет 900мм(800+100 –отводится на конструкцию пола), в системе перекрытия тип 2 - 1300 мм (800+400+100)
Система перекрытия типа 1 применяется в зданиях, где возникает необходимость в подвешивании к перекрытию транспортного или технологического оборудования.
Рис.1.22. Схема раскладки плит перекрытия:
а - система типа 1; б - система типа 2.
В промышленных зданиях, где необходимы потолки с гладкой поверхностью применяется безбалочный каркас . (рис.1.23).
В состав безбалочного каркаса входят следующие элементы: - колонны квадратного сечения высотой на этаж с четырёхсторонней консолью в верхней части;
- капитель пирамидальной формы с квадратным отверстием в центре для пропуска колонны;
- надколонные плиты с выпусками арматуры;
- пролётные плиты квадратной формы с выпусками арматуры по периметру.
Стыки колонн имеют такую же конструкцию, как и в балочном каркасе. Ка
пители опирают на четырёхстороннюю консоль колонны с последующим замоноличиванием стыка бетоном. Надколонные плиты опирают на полки капителей, сваривая выпуски арматуры и замоноличивая стык бетоном. Пролётные плиты опираются по контуру, а выпуски арматуры сваривают с закладными деталями на подколонных плитах (рис.1.23б).
Рис.1.23. Безбалочный каркас многоэтажного промздания.: а) - фрагмент здания;
б) - узел каркаса.
1 - фундамент; 2 - колонна; 3 - капитель; 4 - надколонные плиты; 5 - пролёт-
ная плита; 6 - четырёхсторонняя консоль.
Предисловие ко второму изданию 3
Введение 4
Глава 1. Объемнопланировочные решения И
1.1. Типы зданий. Основные требования к решениям зданий. И
1.2. Сетка колонн, шаг стропильных конструкций 13
1.3. Унификация объемио-планнровочных решений и схем зданий 15
Глава 2. Конструктивные схеыы зданий 20
2.1. Схемы каркасов зданий 20
2.2. Конструктивные схемы покрытий 21
2.3. Жесткость и устойчивость каркаса здания и конструкций
покрытия, решение связей 34
Глава 3. Основные положения по унификации конструкций. . 46
3.1. Модульная система. Номинальные и конструктивные размеры элементов 46
- 3.2. Привязка разбивочных осей и конструкций 49
3.3. Унификация нагрузок 53
3.4. Унификация сопряжений элементов конструкций 56
3.5. Унификация элементов 58
Глава 4. Основные положения проектирования сборных железобетонных конструкций 60
4.1. Нормы проектирования 60
4.2. Арматурные стали 61
4.3. Назначение арматурной стали для конструкций, эксплуатируемых при различных расчетных температурах 66
4.4 Армирование сборных железобетонных конструкций. Унификация арматурных изделий. 69
4.5. Вопросы проектирования предварительно напряженных железобетонных конструкций 74
4.6. Закладные детали: 78
4.7. Требования к конструкциям зданий с агрессивными средами 82
4.8. Требования к конструкциям зданий, сооружаемых в сейсмических районах 85
4.9. Требования к транспортированию н складированию конструкций 86
Глава 5. Фундаменты и фундаментные балки 88
5.1. Нулевой цикл работ 88
5.2. Типы фундаментов и область их применения 90
5.3. Вопросы проектирования сборных фундаментов. . 92
5.4. Фундаментные балки 95
5.5. Обвязочные балки и перемычки 99
Глава 6. Колонны 101
6.1. Типы колонн и область их применения 101
380
6.2. Особенности статического расчета колонн
6.3. Основные вопросы конструктивного решения колонн
64. Типовые колонны прямоугольного сечения для зданий без кранов н с кранами
6 5. Типовые двухветвевые колонны для зданий с мостовыми кранами
6 6. Типовые двухветвевые колонны для зданий с проходами уровне подкрановых балок
Тиг
6 7. Типовые двухветвевые колонны для зданий без кранов и подвесным транспортом
6.8. Типовые колонны торцовых и продольных фахверков
6.9. Типовые колонны для зданий, возводимых в сейсмически:
районах
6.10. Типовые колонны для зданий с увеличенными температурными блоками
611. Типовые колонны для зданий с агрессивной средой
6 12. Работы по дальнейшему совершенствованию колонн
Глава (т^ Стропильные балки
7 1." Область применения балок
7 2.* Основные положения по назначеиню габаритных размеров и статическому расчету балок
7.3.ъ Основные положения расчета балок по прочности, жесткости, образованию и раскрытию трещин
7 4у Выбор очертания и конструирование балок покрытий
7 5. Балки с ненапряглсмой арматурой
7.6. Балки с пучковой и стержневой арматурой, натягиваемо
на бетон
7.7. Балки со стержневой и проволочной арматурой, натягивавмой на упоры (по чертежам первый разработок)
7.8. Балки со стержневой арматурой, натягиваемой электротермическим способом (по чертежам первых разработок)
7.9. Типовые балки со стержневой, проволочной и прядевой арматурой для зданий со скатной кровлей
7.|0. Типовые балки со стержневой, проволочной и прядевой арматурой для зданий с плоской кровлей
7.11. Типовые балки для зданий с сильноагрессивной средой
12. Новые разработки стропильных бялок
Глава Стропильные фермы
8.1. Область применения и типы стропильных ферм. . .
8 2. Особенности сбора нагрузок при расчете ферм....
8 3. Основные положения статического расчета ферм
8 4. Основные положения по расчету элементов ферм на прочность
8 5. Вопросы расчета ферм по образованию или раскрытию трещин н по деформациям
8.6. Основные условия назначения габаритных размеров ферм
размеров сечений и их элементов
8 7. Конструирование ферм и их элементов
88. Особенности конструирования стыков ферм
89. Фермы с пучковой и стержневой арматурой, натягиваемой
на бетон
8.10. Фецыы с проволочной и стержневой арматурой, натягиваемой на упоры
8.11 Фермы из линейных элементов
8.12. Фермы со стержневой арматурой, натягиваемой электротермическим способом 226-
8.13. Типовые фермы с параллельными поясами для покрытий
зданий с плоской кровлей 228
8.14. Типовые сегментные фермы для покрытий зданий со скатной кровлей 232
8.15. Безраскосные предварительно напряженные фермы и арки 237
8.16. Применение типовых ферм в сейсмических районах. 245
Г л а в а (§1 Подстропильные конструкции 246
9.1. Область применения и типы подстропильных конструкций 246
9.2. Основные положения по статическому расчету подстропильных конструкций. ". 248
9.3. Назначение габаритных размеров подстропильных конструкций и их сечений 252
9.4. Особенности конструирования подстропильных балок и ферм 253
9.5. Подстропильные конструкции с пучковой арматурой. . 260
9.6. Первые подстропильные конструкции с натяжением арматуры на упоры 262
9.7. Типовые подстропильные балки с арматурой, натягиваемой
на упоры 265
9.8 Типовые подстропильные фермы для зданий со скатной
кровлей 267
9.9. Типовые подстропильные фермы для зданий с плоской
кровлей 271
9.10. Подбор типовых подстропильных конструкций при проектировании зданий 273
9.11. Экспериментальные разработки подстропильных ферм. . 274
Глава (а Подкрановые балки 276
10.1. Область применения 276
10.2. Вопросы проектирования подкрановых балок 277
10.3. Опыт применения подкрановых балок первых разработок 279 ■
104. Типовые подкрановые балки 280 4
10.5. Варианты подкрановых балок на основе типовых решений 283 1
10.6. Крепление подкрановых балок и крановых рельсов. . . 284
Г л а в а "Плиты покрытий 287
11.1. Типы плит покрытий... 287
11.2. Сведения по расчету и конструированию плит 288
11.3. Типовые железобетонные плиты длиной 6 м 290 ^
11.4. Типовые однослойные плиты длиной 6 м из ячеистых
бетонов 296
11.5. Типовые ребристые плиты длиной 6 х с полкой из ячеистых бетонов 297
11.6. Типовые плиты длиной 6 м из легких бетонов 298
11.7. Типовые железобетонные плиты длиной 12 м 300
11.8. Типовые плиты с отверстиями для легкосбрасываемых кровель и других особых случаев применения 307
11.9. Комплексные плиты 308
11.10. Экспериментальные конструкции плит покрытий.... 31?
Глава 12. Стеновые панели 315
12.1. Применение панелей в строительстве одноэтажных производственных зданий 315
12.2. Типы панелей и область их применения 317
12.3. Конструктивные решения панельных стен 318
12.4. Панели длиной 6 л для неотапливаемых зданий.... 321
12.5. Однослойные панели длиной 6 м из ячеистых бетонов для
отапливаемых зданий 324
12.6. Однослойные панели длиной 6 м из легких бетонов для
отапливаемых зданий 326
12.7. Трехслойные панели длиной 6 м для отапливаемых зданий 327
12.8. Панели длиной 12 м для неотапливаемых зданий. . . 329
12.9. Панели длиной 12 м для отапливаемых зданий.... 330
12.10. Панельные стены зданий, рассчитанные на эксплуатацию
в особых условиях 333
12.11. Панели для простенков, фронтонов, карнизов, парапетов
и перегородок зданий 336
12.12. Панели с отделкой лицевой поверхности 337
Глава 13. Контроль прочности, жесткости, трещиностойкости конст¬
рукций и качества изготовления 339
13.1. Система контроля качества изготовления сборных железобетонных конструкций 339
13.2. Основные положения по контролю.прочности, жесткости и
трещиностойкости конструкций 341
13.3. Контрольные нагрузки и оценка результатов испытания 344
13.4. Способы испытания конструкций на предприятиях. . . 346
13.5. Оформление результатов испытания конструкций.... 353
12..6. Приемка элементов сборных конструкций на монтаж. . 355
Глава 14 Вопросы экономики применения сборных железобетонных
конструкций 356
14.1. Оптовые цены на сборные железобетонные изделия. . . 356
14.2. Вопросы снижения себестоимости сборного железобетона 360
14 3. Районные единичные расценки на строительные работы по
монтажу сборных железобетонных конструкций в зданиях 362
14.4. Показатели для сравнения сметной стоимости и трудоемкости конструкций в деле 365
14 5. Понятие о влиянии технико-экономических показателей
несущих и ограждающих конструкций на сметную стоимость производственных зданий 367
Указатель серий типовых рабочих чертежей 372