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
тали 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.
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
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.

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).

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).



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

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.




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)


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.

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,

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
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/м² 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/м²  (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.




  ЛЕКЦИЯ 4    
Стальные конструкции одноэтажных промышленных зданий

Пространственную систему металлических конструк­ций, образованную колоннами, подкрановыми балками, фермами, прогонами и связями, называют стальным каркасом. Пространст­венная жесткость каркаса обеспечивается укладкой подкрановых балок, прогонов, связей между поперечными рамами.

Элементы каркаса изготовляют из малоуглеродистых и высоко­прочных сталей. Сопряжение элементов стального каркаса осуществ­ляют на болтах, сварке и заклепках (при значительных динамических нагрузках).

Рис. 20. 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

Каркасы одноэтажных промышленных зданий с пролетами 18,24, 30, 36 м и шагом колонн 6 и 12 м возводят из типовых металлических конструкций.

Стальные каркасы допускаются: при высоте одноэтажного зда­ния более 14,4 м; при грузоподъемности кранов 50 т и более; при пролетах здания 30 м и более, а в неотапливаемых зданиях — 18 м и более; при двухъярусном расположении кранов; при высоких дина­мических нагрузках; при строительстве в труднодоступных районах.

Устройство стального каркаса наиболее оправдано для многих цехов металлургической промышленности (мартеновские, прокат­ные и др.) и в цехах тяжелого машиностроения.

Повышение коррозионной стойкости стального каркаса дости­гается нанесением соответствующих защитных покрытий — масля­ных красок, битумных лаков. С этой же целью для работы в агрессив­ной среде следует применять круглые, гнутые, сплошностенчатые конструктивные формы элементов, в которых отсутствуют места скоп­ления влаги и пыли, являющиеся источником развития коррозии.

Защита стальных конструкций от чрезмерного нагрева произво­дится облицовкой огнеупорными материалами (керамикой, бетона­ми) и установкой отражающих экранов при постоянном источнике теплоизоляции (на некоторых участках горячих цехов).

Применение железобетонных настилов по стальным фермам приводит к увеличению расхода металла, поэтому предпочтительно использование легких ограждающих конструкций (профилирован­ный стальной лист, асбестоцементные изделия, эффективный утеп­литель).

Типы

стальных

колонн
.
Их

опирание

на

фундамент

В колоннах различают следующие части:

• оголовок, воспринимающий нагрузку от вышележащих конструкций;

• стержень (ствол), имеющий надкрановую и подкрановую части;

·     башмак (база), передающий нагрузку на фундамент.

Стальные колонны (рис. 20) различают по следующим призна­кам:

•        по местоположению: для крайних и средних рядов;

•        по конструкции ствола: постоянного сечения, переменного (сту­пенчатого) сечения;

•        по сечению ствола: сплошные, сквозные (из отдельных ветвей, соединенных раскосами или планками), смешанного типа (надкрановая часть сплошная, подкрановая сквозная).
Колонны постоянного сечения представляют собой прокатные сварные двутавры с консолями для опирания подкрановых балок. Их устанавливают в бескрановых или крановых зданиях высотой 8,4-9,6 м (при грузоподъемности кранов до 20 т). Привязка крайних колонн: при Н= 6—8,4 м — нулевая; при Н= 8,4—9,6 м — 250 мм.


Расстояние от уровня пола до верха подколонника 600 мм (для колонн =8,4—9,6 м), 200 мм (для колонн Н = 6—8,4 м).
Рис. 21. Стальные подкрановые балки:

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; з
— то же лапками;

1 — тормозная балка; 2 — крепежная планка; 3 — упорный уголок;

4 — стальная фасовка; 5 — подставка; 6 — цементно-песчаный раствор;

7 — опорное ребро; 8 — рельс; 9 — крюк; 10 — стальная лапка

Ступенчатые (двухветвевые) колонны предназначены для зданий с высотой этажа 9,6—18 м, оборудованных кранами грузоподъемно­стью до 125 т. Надкрановая часть колонны (шейка) выполняется из сварного двутавра, подкрановая состоит из двух ветвей, соединен­ных решеткой. Подкрановую часть двухветвевых колонн выпол­няют из прокатных швеллеров и двутавров (при высоте сечения до 400 мм), из гнутых швеллеров и двутавров сварных или прокатных (при высоте сечения 400—650 мм).

Башмаки стальных колонн крепят к анкерным болтам, заделан­ным в железобетонный фундамент. Опирание осуществляют через слой цементно-песчаного раствора или бетона на мелком заполни­теле. Конструкция башмака зависит от сечения колонны, характера нагрузки (центральная, внецентренная). Башмаки колонн сплош­ных и решетчатых (при небольшом расстоянии между ветвями) име­ют общую базу. В зависимости от высоты траверсы нижний торец колонны располагают на отметке 0,6—0,9 м. Заглубленную часть колонны для защиты от коррозии бетонируют.

Подкрановые

балки

Двутавровые балки пролетом 6 и 12 м применяют в зданиях с мостовыми кранами грузоподъемностью до 200 т. Сечение балок симметричное или асимметричное (с уширенным верхним поясом), вертикальная стенка сплошная, усиленная двусторонними реб­рами, расположенными через 1,5 м. Высота подкрановых балок 600—2050 мм, их изготовляют из прокатного металла и сварными (рис. 21).

По статической работе подкрановые балки делят на разрезные, имеющие по всей длине постоянное сечение и стыкуемые на опорах; неразрезные, компонуемые из различных сечений, со стыками, расположенными в четвертях пролета.

Тормозные балки и фермы (рис. 22) обеспечивают устойчивость подкрановых балок и воспринимают тормозные усилия мостовых кранов. Их закрепляют к поясам подкрановых балок и сверху при­варивают стальной рифленый лист, используемый для прохода вдоль подкрановых путей. При шаге колонн 6 м верхние пояса подкрано­вых балок связывают тормозными балками только в связевых шагах колонн. При шаге колонн 12 м при устройстве проходов при кранах грузоподъемностью более 75 т по всей длине подкрановых балок устраивают тормозные фермы.

Крановые пути для кранов грузоподъемностью до 20 т устраива­ют из железнодорожных рельсов, закрепленных крюками или план­ками с вертикальными ребрами.

Для кранов грузоподъемностью более 20 т укладывают рельсы от КР-50 до КР-140, закрепляемые болтами с прижимными лапка­ми. Концевые опоры приваривают к подкрановой балке и снабжа­ют брусчатым амортизатором.

Балки опирают на колонны через опорные торцовые ребра и крепят к ним болтами и планками. Между собой балки соединяют болтами, пропускаемыми через опорные ребра. Балки изготовляются средние и крайние. Крайние балки устанавливаются у температур­ных швов и в торцах пролетов, у этих балок одна из опор отодвинута на 500 мм.

При опирании балок на железобетонные колонны под балки устанавливают специальные подставки (рис. 21, д).


Рис. 22. Тормозные элементы подкрановых балок:

а — тормозная балка, соединяющая подкрановые конструкции

на средних колоннах; б — тормозная ферма, соединяющая подкрановые

конструкции на средних колоннах; в
— тормозная балка для крайних колонн;

г — тормозная ферма для крайних колонн;

1 — двутавровые подкрановые балки; 2 — стальной рифленый лист,

усиленный снизу ребрами из уголков; 3 — решетка из уголков; 4 — швеллер;

5 — вертикальная решетка тормозной фермы; 6 — стальные уголки,

поддерживающие раскосы тормозной балки


Рис. 23. Схемы стальных стропильных и подстропильных ферм:

а — с параллельными поясами для плоских покрытий;

б
— треугольная для неутепленных покрытий; в — подстропильная

с параллельными поясами; г— подстропильная треугольная


Стропильные и подстропильные фермы покрытий

Стальные типовые фермы пролетом 18—36 м применяют в плос­ких и скатных покрытиях. Их изготовляют из углеродистых и низ­колегированных сталей.

Стропильные фермы с параллельными поясами (рис. 23) предна­значены для устройства плоской кровли из железобетонных плит или стального профилированного настила. Шаг ферм 6, 12 м.

Элементы фермы изготовляют из уголков, широкополочныхтав-ров, соединяемых в узлах электросваркой или высокопрочными болтами. Верхний и нижний пояса фермы имеют уклон 1,5%, что компенсирует провисание конструкции в процессе эксплуатации. При креплении путей подвесных кранов фермы усиливают допол­нительными подвесками. У опор ферм на колонны устанавливают опорные стойки двутаврового сечения, поэтому длина ферм, постав­ляемых заводом-изготовителем, будет на 400 мм меньше за счет уко­рочения крайних панелей поясов ферм.

В крайних рядах наружная линия стойки служит продолжением наружной грани колонны, что обеспечивает крепление наружных стен к каркасу по всей высоте.

Фермы шарнирно опирают на колонны. При шаге колонн край­них рядов 6 м, а средних 12 м и более возникает необходимость уста­новки подстропильных ферм.

Решетка ферм определяется целесообразным распределением усилий между раскосами и стойками. При этом расстояние между углами ферм принимают обычно по верхнему поясу 3 м, по нижне­му — 6 м. В фермах пролетом 24, 30, 36 м для удобства устройства монтажного стыка посредине пролета появляется дополнительный вертикальный элемент.

Рис. 24. Установка связей в покрытии (шатре) стального каркаса:

а
— в уровне верхнего пояса стропильных ферм; б
— в уровне нижнего пояса

стропильных ферм; в — продольный разрез (шатра) в коньке;

г — продольный разрез (шатра) по опорам стропильных ферм;

1 — фермы; 2 — горизонтальные связи; 3 — вертикальные связи

в виде фермы с параллельными поясами; 4 — распорки (в коньковых

узлах фермы); 5 — поперечная связевая ферма (в середине

температурного блока); 6 — продольная связевая ферма;

7 — растяжки (в уровне нижнего пояса фермы)

Связи в стальном

каркасе

Конструктивные элементы (связи), установленные между стро­пильными фермами и колоннами, обеспечивают пространственную жесткость каркаса (рис. 24, 25). Вертикальные связи:

между стальными колоннами разделяют на основные и верхние. Основные располагают по высоте подкрановой части колонны в середине температурного блока в каждом ряду колонн. Верхние вертикальные связи (в надкрановой части колонн) располагают по границе температурного блока и в местах расположения вер­тикальных связей между фермами покрытия; между стропильными фермами закрепляют вертикальные крес­товые связи или фермочки с параллельными поясами. Их распо­лагают между опорами ферм по краям и в середине пролета. Горизонтальные связи: • горизонтальные связи по нижним поясам ферм располагают поперек и вдоль пролетов, поперечные — у торцов и температур­ных швов. Если температурный блок 120—150 м и краны боль­шой грузоподъемности, то промежуточные связевые фермы устраивают через 60 м. Продольные горизонтальные связи устраивают по крайним панелям нижних поясов стропильных ферм. В однопролетных — вдоль обоих рядов колонн, в много­пролетных — вдоль крайних и через ряд вдоль средних. Если примыкают два пролета, разных по высоте, продольные связи располагают с обеих сторон колонн; горизонтальные связи по верхнему поясу ферм устанавливают в торцах и у температурного шва. Если длина блоков больше 96 м, то через 42—60 м ставят промежуточные связевые фермы. Распорки устанавливают на участках покрытия под фонарями в коньковых узлах ферм.

Узлы стального каркаса

Опирание подкрановых балок на консоли (рис. 26) или выступы колонн осуществляется нижней строганой кромкой опорных ребер, которые соединяются между собой болтами. Верхнюю часть балок закрепляют стальными планками, приваренными к колоннам.

Сопряжение стропильных ферм с колоннами выполняют шарнир­ным (рис. 27). К надопорной стойке, закрепленной на оголовке колонны, прикрепляют болтами верхний и нижний пояса ферм.

Сопряжение подстропильных ферм на оголовке колонны. Ниж­ний пояс фермы примыкает к надопорной стойке из сварного дву­тавра и крепится к ней болтами.


Рис. 25. Связи в шатре стального каркаса:

1 — колонны; 2 — связи по нижнему поясу ферм;

3 _ связи по верхнему поясу ферм; 4 — распорки;


5 _ вертикальные связи в плоскости конька
Рис. 26. Крепление                                     Рис. 27. Сопряжение

подкрановых балок:                                    стропильных ферм с колонной:

а - к крайней колонне;                           а - на опоре; б
- в пролете

                                       б — к средней колонне; 1 — консоль колонны;

                                         2 — подкрановая балка; 3 — крепежные планки


Сопряжение стропильной фермы с подстропильной осуществляют на опорном столике нижнего пояса (рис. 28).

Смешанные

каркасы

Каркас, у которого сжатые и изгибаемые элементы выполнены из различного материала, называют смешанным. Для одноэтажных промышленных зданий целесообразны каркасы следующих видов: колонны — железобетонные, подкрановые балки, несущие конструк­ции покрытия — стальные; колонны — железобетонные, несущие конструкции покрытия — деревянные; колонны — металлические, конструкции покрытия —деревянные.

За счет рациональной работы элементов каркаса: железобетон­ных на сжатие, металлических и деревянных на изгиб — снижается материалоемкость здания. Уменьшение массы покрытия позволяет сократить размеры сечения колонн и подошвы фундаментов.



Рис. 28. Сопряжение стальных стропильных и подстропильных ферм:

а — схема установки ферм; б — сопряжение ферм на оголовке колонн;

е — сопряжение ферм в пролете;

1 — колонна; 2 — надопорная стойка; 3 — стропильные фермы;

4 — покрытие; 5 — подстропильная ферма; 6 — столик для опирания

стропильной фермы; 7 — нижний узел стропильной фермы; 8 — нижний узел

подстропильной фермы; 9 — верхние узлы стропильных ферм
Наиболее распространены каркасы с несущими элементами по­крытия из металла. Металлические фермы устанавливают на желе­зобетонные колонны через опорную плиту. Смонтированные кон­струкции закрепляют анкерными болтами, заделанными в оголов­ке колонны.

Здания

из

легких

металлических

конструкций

Несущие конструкции, прочность которых повышена благодаря применению высоких марок металла или эффективных профилей, а ограждающие элементы выполнены из тонколистового металла с эффективным утеплителем, называют легкими.

Из легких металлических конструкций возводят одноэтажные промышленные здания пролетом 18 и 24 м. Шаг колонн в крайних рядах 6 и 12 м, в средних —12 м.

Получили распространение здания со структурным покрытием из прокатных профилей или труб (рис. 29). Колонны в таких зда­ниях — из прокатных или сварных двутавров, из труб диаметром



Рис
. 29. Здания со структурными покрытиями из труб

или прокатных профилей:

1 — колонны; 2 — подкрановые балки; 3 — пространственная структура

(из труб или прокатных профилей); 4 — покрытие из стального настила;

5 — зенитные фонари; 6 — прогоны покрытия;

7 _ панели из металлических листов с эффективным утеплителем;

8 _ окно; 9 — цоколь; 10 — стойка стенового фахверка;

11 — ригели стенового фахверка

325-530 мм. Подкрановые балки двутавровые сварные. Покрытие — пространственная структура, собранная из прокатных уголков или труб. Элементы структуры соединяются в узлах с помощью высоко­прочных болтов, сварки, полусфер с внутренней резьбой. Фермы из круглых труб разработаны для устройства по ним легкого покрытия из стального профилированного листа.

Подстропильные конструкции для ферм из круглых труб при шаге колонн 12 м имеют треугольное очертание. Пояса их выполне­ны из круглых труб, а стойки из усиленного местами прокатного двутавра.

Прогоны выполняют из прокатных швеллеров высотой сечения 200-250 мм в зависимости от расчетной нагрузки. В необходимых случаях, особенно в ендовах, прогоны могут применяться усилен­ные или состоять из двух швеллеров. При шаге ферм 12 м прогоны устраивают решетчатого типа. Они имеют треугольную форму, верхний пояс — из парных прокатных швеллеров, а решетки — из одиночных холодногнутых.

Здания из легких металлических конструкций предназначены для предприятий машиностроения, легкой, пищевой и деревообра­батывающей промышленности.
ЛЕКЦИЯ 5, 6


Стены промышленных зданий должны удовлетво­рять следующим требованиям:

•        прочности и устойчивости;

•        необходимой огнестойкости, соблюдению установленного температурно-влажностного режима в помещениях;

•       долговечности, т.е. стойкости от воздействия внешней и внут­ренней (производственной) среды;

•       индустриальности  возведения;

•       архитектурно-художественным;

•       экономии, т.е. иметь минимальную массу и наименьшие пока­затели стоимости и трудоемкости на 1 м² стены.

По характеру статической работы стены подразделяют: ненесущие (навесные) — передают свой вес на колонны каркаса, за исключением нижнего подоконного яруса, опирающегося на фундаментные балки. Вес ненесущих стен колонны восприни­мают через обвязочные балки в стенах из мелких элементов и через опорные стальные столбики в панельных стенах. Наибо­лее эффективны ненесущие стены при легких крупноразмерных панелях (из асбестоцементных и металлических листов);

Рис. 30. Железобетонные колонны фахверка
самонесущие стены — несут собственный вес в пределах пол­ной высоты здания и передают его на фундаментные балки. Связь с каркасом осуществляется анкерами. Высота самонесу­щих стен ограничивается и зависит от прочности материала и толщины стены, шага колонн, величины ветровой нагрузки. Самонесущие панельные стены наиболее эффективны для производств с влажными и мокрыми процессами, с химически агрессивной средой;

несущие стены — выполняются из кирпича и блоков. Восприни­мают вес покрытия, ветровые усилия, иногда транспортные на­грузки. Повысить устойчивость несущих стен можно устройством пилястр с наружной и внутренней стороны. По месту расположения стены промышленных зданий подраз­деляют на наружные и внутренние, продольные и торцовые.

По конструктивному решению стены бывают: кирпичные, блоч­ные, панельные (бетонные, из тонкого металлического листа с утеп­лителем), из листовых материалов (асбестоцемента, стеклопластика, металла).

В одноэтажных промышленных зданиях помимо основного кар­каса применяют и дополнительный каркас стен — фахверк. Он уста­навливается в плоскостях торцовых и продольных стен. Фахверк состоит из стоек и ригелей и обеспечивает устойчивость протяжен­ных или высоких стен промышленного здания. Применяют фахверк в следующих случаях:

•        при стенах из асбестоцементных и металлических листов;

•        в зданиях высотой более 30 м независимо от конструкции стены;

•        в зданиях с тяжелым режимом работы кранов при кирпичных стенах;

•        при шаге колонн 12 м и длине наружных панелей 6 м.

В торцовых стенах зданий вследствие больших пролетов всегда устраивается фахверк. В крупнопанельных стенах он состоит из железобетонных или стальных колонн на самостоятельных фунда­ментах.

Железобетонные колонны фахверка (рис) применяются в одноэтажных промышленных зданиях высотой от 3 до 9,6 м. Внут­ренняя грань панельных стен располагается с зазором 30 мм по отношению к наружной грани колонн. Железобетонные колонны фахверка на 300 мм короче основных; до верха несущих конструкций они наращиваются двутавром № 24, а затем уголком 125 х 40 х 4 мм. Нижний конец колонн крепится к фундаменту шарнирно. Для это­го поверх фундамента устанавливается при помощи анкерных бол­тов и цементной подливки стальной лист. Колонна устанавливается на этот лист и приваривается к нему с помощью закладных деталей.

 В колоннах предусмотрены закладные детали:

•        лист М-8 - в верхнем торце колонн для крепления их верхнего конца;

•        уголки М-31 для крепления колонны к фундаменту;

•        М-2 — в виде парных уголков для крепления продольных стен;

•        М-3 —лист, к которому привариваются столики (для опирания ненесущих стен);

•        М-4 — сквозные трубки для разгрузки и погрузки колонны;

•       М-5 — для подъема колонны при монтаже.
Колонны изготовляют из бетона класса В15—ВЗО. Колонны армируют пространственными сварными каркасами. Рабочая арма­тура из горячекатаной стали периодического профиля класса A-III.

Колонны стального фахверка (рис. 31). Привязка колонн тор­цового фахверка нулевая, привязка колонн продольного фахверка определяется привязкой основных колонн каркаса. Верхняя часть колонны размещается в зазоре между стенкой и фермой покрытия и имеет сечение в виде двух швеллеров, полками обращенными во­внутрь. Номер швеллера зависит от материала несущих конструкций покрытия: в зданиях с металлическими конструкциями покрытия применяют швеллер № 12, с железобетонными конструкциями

Рис. 31. Виды привязки колонн

Рис. 32. Кирпичные стены промышленных зданий:

а — несущие, усиленные изнутри пилястрой; б — несущие, усиленные

снаружи контрфорсом; в — угол стены; г— фрагмент самонесущей стены;

д
— опирание навесных стен на обвязочные балки;

е — крепление самонесущих стен к колоннам каркаса;

1 — фундаментная балка; 2 — отмостка; 3 — гидроизоляция;

4 — кирпичная кладка; 5 — железобетонная перемычка; 6 — карниз;

7 — колонна каркаса; 8 — закладная деталь; 9 — обвязочная балка;

10 —металлический столик; 11 — стальной анкер диаметром 10-12 мм


покрытия — швеллер № 30. При металлических конструкциях по­крытия нижняя часть колонны имеет сечение разного размера и вида (швеллера № 14—30 или сварной двутавр). При железобетонных конструкциях покрытия нижняя часть колонны имеет сечение свар­ное двутавровое. К фундаменту колонны крепятся шарнирно. Колонны устанавливают на две стальные монтажные прокладки и закрепляют анкерными болтами. Зазор между опорным листом колонны и верхом подколенника (между прокладками) заполняют цементным раствором.

Стены

из

кирпича

Стены из кирпича (рис. 32) устраивают для зданий, имеющих небольшие размеры и большое количество дверей и технологи­ческих отверстий, а также связанных с производством, где повы­шенная влажность и агрессивная среда.
Рис. 33. Типы стеновых панелей:

а — плоская железобетонная для неотапливаемых зданий;

б — однослойная из ячеистых и легких бетонов для отапливаемых зданий;

в
— доборный угловой блок для отапливаемых зданий; г — карнизный блок;

д
— однослойная из легких бетонов; е — трехслойная;

1 — закладные детали; 2 — монтажные петли; 3 — карниз;

4, 5 — внутренняя и наружная плиты; 6 — утеплитель
Толщина кирпичных стен зависит от теплотехнических требо­ваний и составляет 250, 380, 510 мм.

По восприятию нагрузки кирпичные стены бывают:

•          несущие, образующие остов здания. Их опирают на ленточные
фундаменты, в местах укладки балок или ферм усиливают
изнутри пилястрами;

•          самонесущие, примыкающие к колоннам каркаса. Их опирают на фундаментные балки. Для обеспечения устойчивости стен в их тело при кладке закладывают крепежные детали, которые при­крепляют к колоннам каркаса через 1,2 м;

•          навесные, опертые на обвязочные балки, располагаемые над оконными проемами. Обвязочные балки, размещаемые над про­емами, служат сплошными перемычками.

Кладка может выполняться сплошной и облегченной.

Цоколи кирпичных стен штукатурят или облицовывают кера­мической плиткой. Перемычки применяют при проемах 3 и 4,5 м. Верх стены завершается карнизом или парапетом.

Крупнопанельные стены

В каркасных зданиях крупнопанельные стены выполняют само­несущими и навесными (рис. 33). Панели разделяют:

по назначению: цокольные, рядовые, простеночные, перемычечные, угловые, парапетные, карнизные;

по материалу: из легких и ячеистых бетонов, тяжелого бетона, асбестоцементных и металлических листов;

• по конструкции: бескаркасные (однослойные и трехслойные),
с внутренним каркасом (многослойные).

Их устраивают в отапливаемых и неотапливаемых зданиях неза­висимо от материала конструкции каркаса при шаге колонн 6 и 12 м. Высота панелей 1,2 и 1,8 м. При раскладке панелей низ первой (цокольной) панели совмещают с отметкой пола здания, сама па­нель укладывается на фундаментную балку.

Стена из типовых железобетонных панелей делится по высоте условно на две части: нижнюю, до отметки на 600 мм ниже уровня низа стропильных конструкций покрытия, и верхнюю — выше этой отметки. Верхняя часть стены компонуется из панелей различной высоты в зависимости от высоты опорной части несущих конструк­ций покрытия и способа водоотвода. При внутреннем водоотводе стена завершается парапетом, а при наружном — карнизом. Стены неотапливаемых зданий устраивают:

·         из плоских предварительно напряженных железобетонных пане­лей толщиной 70 мм, класс бетона В22,5. Для углов используют удлиненные панели. Стены из таких панелей устраивают навес­ными, опирающимися на стальные консоли, приваренные к ко­лоннам каркаса;

·         железобетонные ребристые и часторебристые панели, состоящие из полки толщиной 30 мм, продольных и поперечных ребер. Длина таких панелей 6 и 12 м, ширина 1200,1800 мм, высота глав­ных ребер 100 мм (часторебристых) 120 мм и 300 мм (ребристых) — для шага колонн 6 м и 12 м соответственно.

Стены отапливаемых зданий возводят:

•          из многослойных сплошных панелей, которые состоят из двух железобетонных ребристых плит и расположенного между ними  утеплителя из минераловатных плит. В случае использования па­нелей для стен зданий с повышенной влажностью внутренняя сторона утеплителя покрывается пароизоляцией. Размеры таких панелей: длина 6 м, ширина 1200, 1800 мм, толщина 280, 300 мм, толщина полки 30 мм;

·         панели сплошного сечения изготовляются из ячеистых бетонов с плотностью 600—1000 кг/м³ и легких бетонов плотностью 900-1200 кг/м³, панели имеют длину 6 м, ширину 1,2 м и 1,8 м, толщину 200, 240, 300, 400 мм (из легких бетонов), 200, 240, 300 мм (из ячеистых бетонов). Панели с наружной и внутрен­ней стороны покрывают цементно-песчаным раствором тол­щиной 20 мм. Угловые панели удлиняют привариванием к торцовой панели через металлические накладки доборных угловых блоков, или применяются удлиненные панели (на тол­щину стен);

·         двухслойные стеновые панели применяют для стен зданий с высокой влажностью внутреннего воздуха; они состоят из на­ружного слоя (легкий или ячеистый бетон) и внутреннего защит-но-пароизоляционного (плотный бетон класса В15) толщиной 50-70 мм с обработанной водоотталкивающими составами поверхностью;

·         трехслойные железобетонные панели состоят из наружного и внутреннего слоев железобетона толщиной 50, 100 мм и утепля­ющего слоя между ними из минераловатных плит, ячеистых бетонов плотностью 400 кг/м , пенополиуретана. Соединение железобетонных слоев обеспечивают стальные связи, защищен­ные слоем цинка.

Все стеновые панели цокольной части устанавливают на фунда­ментные балки, за исключением железобетонных ребристых, кото­рые ставят на обрезы фундаментов колонн. По фундаментным бал­кам укладывают цементно-песчаный раствор толщиной 30 мм для выравнивания постели под цокольную панель. Панели, располага­емые над оконными проемами, устанавливаются на опорные сталь­ные столбики. Толщину горизонтальных швов между панелями при­нимают 15 мм, вертикальных — 20 мм (при длине панелей 6 м) и 30 мм (при длине панелей 12 м). Горизонтальные и вертикальные швы между панелями заполняют эластичными материалами, а с наружной стороны дополнительно мастиками-герметиками типа УМ-40, УМС-50.
Стены

из

листовых

материалов

Стены из металлических листов с эффективным утеплителем (рис. 34) устраивают в одноэтажных промышленных зданиях при влажности воздуха в помещении до 60%. Цоколь таких стен выпол­няют из легкобетонных панелей или кирпича. Вышележащие участ­ки стен, выполненные из профилированного листа, прикрепляют к горизонтальным ригелям стенового фахверка.

Стены из узких панелей заводского изготовления. Панель состоит из двух облицовочных слоев рулонной оцинкованной стали толщи­ной 0,8 мм (сталь марки МСт 3 кп), между которыми помещен утеп­литель — жесткий пенополиуретан с плотностью 60 кг/м³.

Рядовые панели имеют ширину 1 м и высоту от 2,4 до 7,2 м с градацией 300 мм. Для углов зданий изготовляют специальные угловые панели. Панели соединяют в шпунт или при помощи спе­циальных вкладышей. Для крепления панелей между колоннами устанавливают стальные горизонтальные ригели, которые по назна­чению подразделяются на рядовые, опорные, стыковые, цокольные. Расстояние между ригелями по высоте от 1,8 до 3,6 м так, чтобы по длине панели для ее крепления к ригелям их располагалось не мень­ше трех. Ригели крепят к колоннам через стальные опорные столики сваркой. Панели крепят к ригелям самонарезающими стальными болтами с=8мм. Стыки между панелями заполняются проклад­ками из эластичного пенополиуретана.

Стены из панелей укрупнительной сборки. Номинальная ширина панелей принимается равной шагу колонн (6 или 3 м), а высота в зависимости от размеров и расположения пролетов в стене. Предель­ная высота панелей 12 м. Конструктивную основу панели образует каркас из гнутых стальных профилей, соединенных на болтах. С наружной стороны рамы с помощью самонарезающих болтов крепятся листы внутренней обшивки. Между собой листы соеди­няются заклепками. Через листы внутренней обшивки с помощью болтов к элементам рамы крепятся штыки. Затем укладываются в два слоя плиты утеплителя и на штырях гайками укрепляются при­жимные планки из гнутого швеллера 60x30x4 мм. Листы наружной обшивки крепятся к прижимным планкам болтами. Стыки между панелями заполняются брусками плитного утеплителя и перекры­ваются листами наружной обшивки.

Стены из укрупненных панелей построечного изготовления {кар­
касные панели) (рис. 35).


Рис. 34. Стены из металлических панелей:

а — фрагмент фасада; б — сечения ригелей (рядового 1, опорного надоконного 2, опорного подоконного 3,

стыкового 4 и цокольного 5); в — угловая и рядовая панели; г — соединения панелей (в шпунт симметрично по толщине

панели; с кромками в виде выступов-кулачков; с соединением в шпунт несимметрично по толщине панели); д — детали стены;

1 — панель; 2 — болт М8; 3 — ригель; 4 — листовая сталь; 5 — несгораемый утеплитель; 6 — накладки для навески

из полосы 40 х 4 мм; 7 — колонна; 8 — мастика из пенополиуретана; 9 — оконные переплеты; 10 — легкобетонная панель


Рис. 35. Стена из панелей укрупнительной сборки:

а — фасад; б— стеновая панель, ее характерные узлы;

в — крепление внутренней обшивки и утеплителя к раме панели;

г — вертикальный разрез панели и детали крепления;

д
— крепление панелей к колоннам каркаса и заделка вертикального стыка;

1 — цокольная панель; 2 — элемент угловой окантовки;

3 — наружная обшивка; 4 — кащельник; 5 — два слоя плит

из пенополистирола (1 х 1,8 м); 6 — обрешетка от смещения плит утеплителя;

7 — внутренняя обшивка; 8 — стойки несущей рамы;

9 — ригели несущей рамы; 10 — стеновая панель; 11 — колонна каркаса;

12 — опорный столик, приваренный к колонне; 13 — самонарезающие болты;

14 —болтМЮ; 15 —пластинка, приваренная к болту;

16 — трубчатая втулка; 17 — прижимные накладки;

18 — утепление минеральной ватой; 19 — шайбы;

20 — пластина с болтами Мб; 21 — затягиваемая пластина;

22 — зажимная скоба; 23 — гайка М16; 24 — брусок из пенополистирола

Рис. 39. Водоотвод с покрытий промышленных зданий:

а — через карниз (при неорганизованном водостоке); б — через желоба в водосточные трубы (при организованном водостоке); е — водоприемная воронка внутреннего водостока; 1 — карнизная плита; 2 — антисептированный брусок; 3 — фартук из оцинкованной стали; 4 — верх фартука (буртик); 5 — дополнительные слои кровли; 6 — основной рулонный ковер; 7 — цементная стяжка; 8 — утеплитель; 9 — пароизоляция; 10 — железобетонная плита покрытия; 11 — водоприемная

воронка водосточной трубы; 12 — лоток; 13 — настенные желоба; 14 — патрубок водосточной трубы; 15 — хомут из полуколец; 16 — воротник (чаша) воронки; 17 — прижимное кольцо; 18 — защитный колпак;

19 — шпильки М12; 20 — керамзитобетонный блок (с отверстиями)

Воронки устанавливают на легкобетонные вкладыши. При по­крытии из профилированного стального листа их монтируют на стальных оцинкованных поддонах. По периметру отверстия под поддон несущий настил усиливают рамкой из уголков.

При установке воронок кровельный ковер зажимают между слив­ным патрубком и прижимным фланцем шпильками и резиновыми прокладками. Сливной патрубок крепят к настилу хомутом, а купол воронки к прижимному фланцу крепят болтами. Водонепроница­емость кровли в местах установки воронок обеспечивается наклей-




Рис. 40. Пространственные покрытия:

а — сегментные своды; б — сборные железобетонные оболочки двоякой кривизны; в
— монолитные оболочки двоякой кривизны; г — монолитные цилиндрические оболочки; д — треугольная складка;

е — трапециевидная складка; 1 — колонны; 2 — балки; 3 — сводчатые плиты; 4 — контурные фермы-диафрагмы;

5 — плиты размером 3 х 6 м; 6 — доборные контурные плиты; 7 — контурная арка с затяжкой; 8 — монолитная  болочка;

9 — бортовой элемент; 10 — складка; 11 — торцовая диафрагма

кой двух слоев рубероида и стеклоткани. В сторону водоприемных воронок ендовы имеют уклон от 0,2 до 0,5%.

По конструкции и характеру статической работы покрытия про­мышленных зданий разделяют на плоскостные с несущими балками, фермами и плитами и пространственные, которые представляют собой тонкостенную конструкцию криволинейной формы и выпол­няют несущие и ограждающие функции.

Виды пространственных покрытий (рис. 40): •   

•          сегментные своды, монтируемые из крупнопанельных сводчатых плит типа КЖС;

•          оболочки двоякой кривизны, монтируемые из контурных ферм-диафрагм, ребристых цилиндрических плит размером 3 х 6 м и доборных (контурных) плит. Такие покрытия находят приме­нение в крановых и бескрановых зданиях;




•          монолитные оболочки, возводимые с применением передвижной опалубки. Такие покрытия применяют в районах с высокой сейсмичностью;

•          складки треугольного или трапециевидного сечения, изготов­ляемые из монолитного или сборного железобетона. Их исполь­зуют в покрытиях бескрановых зданий.

Рис. 41. Схемы незадуваемых фонарей:

а — системы КТИС; б— системы ПСК-2; е — Гипромеза; г— Батурина-Бранта; 1 — ветрозащитные панели с нижней подвеской; 2 — направление ветра; 3 — отработанный воздух; 4 — ветрозащитные панели со средней подвеской;

5 — щель для отвода атмосферных осадков; 6 — поворотный клапан; 7 — защитный зонт; 8 — жалюзийная решетка;

9 — глухие остекленные переплеты

Фонари

Фонарями называют надстройки над проемами в покрытиях. Их устраивают в зданиях шириной 18 м и более для большего осве­щения и проветривания производственных помещений.

По назначению фонари различают:

•          световые — с остекленными неоткрывающимися переплетами для естественного освещения;

•          аэрационные (без переплетов) — для вентиляции цехов с избытками тепла, выделением пыли, дыма, газа;

•          светоаэрационные — с откры­вающимися остекленными переплетами для освещения и проветри­вания.

По форме поперечного сечения фонари разделяют на:

•          прямоуголь­ные,

•          трапециевидные с наклонными переплетами;

•          шедовые с остеклением, обращенным на северную сторону, исключающим освещение помещений прямым солнечным светом;

•          треугольные с глухими, обогреваемыми изнутри переплетами;

•          зенитные с остек­лением в виде светопрозрачных панелей, колпаков, сводов.

Ширина фонарей в пролетах 12 и 18м — 6 м, в пролетах от 24 до 36 м — 12 м. У фонарей шириной 6 м высота остекления 1 х 1,75 м и 2х 1,25 м, а у фонарей шириной 12 м— 1 х 1,75; 2х 1,25; 2х 1,5 м.  Остекленные переплеты располагают на 300 мм выше уровня кровли. По противопожарным соображениям длина фонарей ограничена 84 м. При большей длине их устраивают с разрывом не менее 6 м, и на такое же расстояние они не доходят до торцовых стен здания. Высота фонарей во всех пролетах принимается одинаковой.

Незадуваемые аэрационные фонари (рис. 41) устраивают в зда­ниях с избыточным тепловыделением, они обеспечивают естествен­ный воздухообмен при любом направлении ветра.

В промышленных зданиях применяют следующие системы незадуваемых фонарей:

•   КТИС. Незадуваемость фонаря обеспечивается ветрозащитны­ми панелями с нижней горизонтальной подвеской. Выход воз­духа регулируется поворотом панелей;

•   ПСК-2. Ветрозащитные панели у таких фонарей имеют среднюю подвеску и поэтому поворачиваются с меньшими усилиями;

•        Гипромеза. Вытяжка нагретого воздуха в таких фонарях регули­руется поворотом клапана, состоящего из двух стенок. Щели в основании фонаря отводят атмосферные осадки на крышу фонаря.

•        Батурина-Бранта. Наружная сторона фонаря имеет глухое ос­текление, а внутренняя — жалюзи для вытяжки воздуха. При лю­бом направлении ветра в межфонарном пространстве создается разрежение, способствующее увеличению тяги.

Стальные каркасы незадуваемых фонарей крепят к несущим конструкциям покрытия. Створки ветрозащитных панелей изготов­ляют из асбестоцементных листов в металлической обвязке из угол­ков и шарнирно закрепленных к консолям поперечных рам. Покры­тие фонарей имеет такую же конструкцию, как и основное покрытие здания.

Светоаэрационные фонари (рис. 42) состоят из несущих и ог­раждающих элементов. Несущий стальной каркас образуют:

•        поперечные рамы, прикрепленные к верхнему поясу стропиль­ных ферм;

•        фонарные панели, связывающие между собой поперечные рамы;



Рис. 42. Конструкция прямоугольного светоаэрационного фонаря:

а — схема размещения несущих и ограждающих элементов; б — опорные узлы поперечной рамы; в
— разрез продольной стены; г — разрез торцовой стены; л — шарнирная подвеска открывающихся переплетов, е — нижний притвор переплетов; 1 — поперечные рамы фонаря; 2 — горизонтальные крестовые связи; 3 — распорки; 4 — покрытие; 5 — карнизная панель; 6 — остекленные переплеты; 7 — бортовая панель; 8 — фонарные панели; 9 — вертикальные крестовыесвязи;.10 —стропильная ферма; 11 —анкерныеболты; 12 — опора крайней стойки; 13 — стойка поперечной рамы фонаря;

14 — раскос рамы; 15 — средняя стойка; 16 — свес из оцинкованной стали; 17 — ригель поперечной рамы; 18 — обвязка переплета; 19 — планка ограничителя; 20 — ось шарнирной подвески; 21 — прогон фонарной панели;

22 — верхняя обвязка переплета; 23 — монтажная подвеска; 24 — стекло;

25 — кляммера для крепления стекла; 26 — притвор из гнутого профиля;

27 — обвязка бортовой панели
•       распорки, уложенные в плоскости верхнего пояса поперечных рам;

•       крестовые связи, установленные в торцах и у деформационных швов между поперечными рамами фонарей.

Ограждающими элементами фонаря являются:

•       бортовые панели, прикрепленные к стойке поперечных рам;

•       остекленные стальные переплеты, подвешенные к прогонам фонарных панелей и открываемые наружу;

•       карнизные панели, располагаемые выше остекленной ленты переплетов;

•       торцовые стенки из дощатых трехслойных щитов, обшитых с двух сторон асбестоцементными листами.

Покрытие такой же конструкции, как и остальной части здания.

Створки переплетов фонаря, объединенных в ленты, открыва­ются механизмами рычажного типа с ручным или электрическим приводом. Управление механизмами осуществляют с пола цеха. Вертикальные стыки у отрывающихся створок перекрываются нащельниками. Ветровые панели устраивают на концах открываемой ленты переплетов, служат для защиты помещения от косого дождя. При двухъярусном остеклении стекла протирают из люльки, подвешенной к монорельсу, проходящему изнутри вдоль светового фронта. Одноярусные переплеты протирают с кровли здания.

Зенитные фонари (рис. 43) устанавливают над отверстиями в плитах покрытия или над проемами между плитами. Их использу­ют для естественного освещения производственных помещений с нормальным температурно-влажностным режимом.

Основными элементами зенитного фонаря являются:

•          опорный стальной стакан, имеющий форму усеченной пирами­ды. Его устанавливают на подкладку и приваривают к крепежным деталям плит покрытия. Стенки стакана изнутри окрашивают белой эмалью, а снаружи утепляют и защищают от коррозии;

•          деревянная рама прижимает рулонный ковер к оголовку сталь­ного стакана и одновременно служит опорой для свегопрозрач­ного ограждения. По периметру рамы устанавливают фартук из оцинкованной стали;

•          светопрозрачное заполнение в форме куполов или сводов при­креплено шурупами к деревянной раме;

Прокладки из морозостойкой резины обеспечивают герметиза­цию ограждения.

Зенитные фонари бывают глухие и открывающиеся, размером 1,5x3; 1,5 х 6; 3 х 3; 3 х 6 м. Зенитные фонари с шириной светового проема 1,5 м выполняются односкатными, шириной 3 м —двускат­ными. Угол наклона 1 Г.



Рис
. 43. Зенитные фонари:

а — купольный (разрез и вид сверху);

б— односкатный по железобетонным плитам;

в
— двускатный с покрытием по профилированному настилу;

г — то же по железобетонным плитам (поперечный

и продольный разрезы);

1 — стальной стакан; 2 — купол 1,6 х 1,4 м;

3 — элемент рамы; 4 — элементы фартука;

5 — утепленное покрытие здания; 6 — стеклопакет;

7 — сетка оцинкованная; 8 — нащельник боковой


Светопрозрачное ограждение зенитных фонарей выполняют из листового и профильного стекла, а также из стеклопакетов. Фонари ограждают изнутри проволочной сеткой.

В табл. 1 приведены технико-экономические показатели фонарей различных типов.

Таблица
   1

Технико-экономические показатели фонарей 1 м площади (при одинаковом коэффициенте естественного освещения)

Тип фонаря	Трудоемкость, чел.-дн.	Расход древесины, м3
Прямоугольный с двусторонним одноярусным остеклением	2,67	8,3
Зенитный панельного типа из органического стекла	1,6	2,8
Зенитный односкатный из профильного стекла	1,78	4,1
Зенитный двускатный из стеклопакетов	1,66	3,9

ЛЕКЦИЯ 9 

    Окна, двери, ворота

Свегопрозрачные ограждения в стенах промышлен­ных зданий имеют вид окон, лент и витражей. Их подразделяют:

по материалу заполнения: из обычного стекла; из профильного

стекла; из стеклопластика; из стеклоблоков и стеклопакетов;

по числу рядов остекления: одинарное или двойное;

по конструкции заполнения: с переплетами и без переплетов;

по материалу переплетов: металлические, деревянные, пластмас­совые;

по типу створок: с вертикальными или горизонтальными.

Площадь световых проемов по отношению к площади произ­водственных помещений принимают от 12 до 20%.

Не менее 20% площади световых проемов имеют открывающие­ся створки наружу или внутрь.

Открывающиеся переплеты размещают так, чтобы расстояние от пола до низа открытого пролета летом было не менее 1,5 м, зимой не менее 3,6—4,8 м. Створки открывают рычажными механизмами с дистанционным управлением.

Размеры оконных проемов принимают кратными: по ширине 600 и 300 мм; по высоте 600 мм.

Стальные

оконные

панели

Стальные оконные панели бх 1,2; бх 1,8 м (рис. 44); при вы­соте проема до 20 м их устанавливают друг на друга и соединяют болтами.

Стальные панели состоят из рамы с глухими или открывающи­мися створками. Остекление панелей бывает одинарным или двойным. Крепят их болтами к колоннам каркаса в четырех точках.



Рис
. 44. Стальные оконные панели:

а — для одноэтажных зданий; б
— с уплотненным притвором

для многоэтажных зданий;

1 — стена; 2 — жесткая прокладка; 3 — несущая рама оконной панели;

4 — обвязка переплетов; 5 — стекло; 6 — болт, соединяющий панели;

7 — петля; 8 — кляммера, закрепляющая стекла; 9 — прокладка из резины;

10 —козырек; 11-стойка несущей рамы; 12 —прокладка из гернита;

13 — трубчатая рама панели; 14 — обвязка переплета; 15 — штапик; 16 — упругая прокладка; 17 — соединительная планка

Панели нижнего ряда устанавливают на слой цементно-песчаного раствора.

Оконные панели с уплотненным притвором устанавливают в мно­гоэтажных производственных и административно-бытовых здани­ях. Такие панели собирают из двух рам, соединенных стальными планками. Длина панелей 6 м, высота от 1,2 до 3 м. Створки пане­лей, расположенные перед колоннами, облицовывают стеклоплас­тиком или гофрированными листами алюминия.

Стекла в переплетах окантовывают резиновым профилем и за­крепляют штапиком из уголков. Притворы створок оклеивают упругими прокладками.

Установленные оконные панели крепят к колоннам каркаса, а зазоры между стенами заполняют прокладками из гернита.