Классификация промзданий. Промышленные здания

• Название: Классификация промзданий. Промышленные здания
• Анкор: Otvety_k_ekzamenu_po_promyshlennym_zdaniam.docx
• Дата: 16.02.2017
• Размер: 1.6 Mb.
• Имя файла: Otvety_k_ekzamenu_po_promyshlennym_zdaniam.docx
• Тип: Документы; #2779
• страница: 3 из 6

15. Фундаменты промзданий

Основным видом фундаментов под сборные железобетонные колонны промышленных зданий являются железобетонные фундаменты стаканного типа (рис. 71). По способу устройства они могут быть сборными, монолитными или сборно-монолитными (рис. 71,а, б). При недостаточно прочных грунтах фундаменты могут быть свайными (рис. 71,в).



Рис. 71. Фундаменты промышленных зданий а - монолитный; б - сборный составной; в -свайный

Приняты следующие типоразмеры фундаментов: высота 1,5...4,2 м с градацией через 0,6 м; размеры подошвы в плане 1,5X1,5 м и более с модулем ЗМ; размеры подколенника в плане от 0,9X0,9 до 1,2х1,2м с модулем ЗМ; глубина стакана 0,8; 0,9; 0,95 и 1,25м; высота ступеней 0,3 и 0,45 м.

Фундаменты устанавливают на песчаную или щебеночную подготовку толщиной не менее 100 мм, при влажных грунтах подготовку выполняют из бетона. Верхнюю плоскость фундамента располагают, как правило, на 150мм ниже уровня чистого пола, т. е. на отметке- 0,15, что позволяет выполнять все работы нулевого цикла до начала монтажа колонн.

В некоторых случаях при соответствующем технико-экономическом обосновании применяют монолитные ступенчатые фундаменты стаканного типа, изготовляемые на месте строительства.

Свайные фундаменты устраивают в случае залегания у поверхности земли слабых грунтов для передачи нагрузки на более глубокие пласты грунта с большей несущей способностью или при наличии смежных, глубоко заложенных фундаментов под оборудование.

Применение свайных фундаментов уменьшает объем земляных работ да 60...70%, сокращает сроки строительства и уменьшает стоимость подземной части зданий до 50%.
16.Колонны промзданий.
Колонны промышленных зданий являются основными несущими элементами, воспринимающими нагрузку от покрытий форм, подкрановых балок, мостовых кранов, ветровых нагрузок, кроме того колонны обеспечивают пространственную жесткость здания.

По назначению колонны бывают крайние и средние.

По конструкции колонны бывают для зданий, не имеющих мостовых кранов, и для зданий, оборудованных мостовыми кранами. Колонны для зданий, оборудованных кранами, состоят из двух частей: надкрановой и подкрановой.

Колонны изготовляют из железобетона и стали.

Железобетонные колонны — из предварительно напряженного железобетона. Применяют бетон марок 200, 300, 400 (кг/см3). Размеры железобетонных колонн зависят от ширины и высоты пролета, шага колонн и грузоподъемности мостовых кранов.

Металлические колонны изготовляют из стали. Колонны состоят из стержня и нижней части – башмака. Башмак служит для передачи нагрузки от колонны на фундамент и крепится к нему анкерными болтами. В поперечном сечении колонна представляет собой комбинацию прокатных профилей, связанных между собой накладками.

По конструкции колонны бывают:

• 
  постоянного сечения;
  
• 
  ступенчатые;
  
• 
  раздельные.
  

Если колонна имеет постоянное по высоте сечение, то нагрузка на колонну передается через консоль, на которую опирается подкрановая балка. В ступенчатых колоннах переменного по высоте сечения нагрузка от подкрановой балки передается непосредственно на стержень колонны.

Колонна раздельного типа состоит из двух рядом поставленных стержней, соединенных между собой, но раздельно воспринимающих нагрузку от шатра и крана.
17. Подкрановые балки.

В номенклатуру типовых сборных конструкций включены сборные железобетонные подкрановые балки пролетом 6 и 12 м под краны грузоподъемностью 10... 30 т. Железобетонные подкрановые балки массивнее стальных, они лучше противостоят динамическим воздействиям и погашают массой балки возможные удары. Кроме того, эти балки более огнестойки, не требуют эксплуатационных расходов на ремонт и окраску, а также значительно увеличивают общую жесткость каркасного здания. К недостаткам железобетонных подкрановых балок относятся, главным образом, трудности последующего повышения грузоподъемности кранов, что нередко бывает необходимо при реконструкции промышленных зданий. Кроме того, крепление крановых рельсов к железобетонным балкам требует большого расхода металла.

При пролете 6 м балки имеют тавровое сечение, а при пролете 12 м - двутавровое. Устройство полок в верхней части балок обусловлено необходимостью воспринимать и передавать на колонны горизонтальные нагрузки от поперечного торможения крана.

Высота подкрановых балок пролетом 6 м принимается 800 и 1000 мм, пролетом 12м - 1200 мм.

Бетон для изготовления подкрановых балок принимается в зависимости от грузоподъемности мостовых кранов и пролета здания классов В35... В50.

В настоящее время подкрановые балки выполняют предварительно напряженными на протяжных стендах длиной до 100 м и более. Напряженная арматура натягивается на опоры, расположенные в концах стенда, до установки каркасов ненапряженной арматуры. Изделия разделяются двойными диафрагмами, между которыми производится разрезка напряженной арматуры после того, как бетон наберет 70 % расчетной прочности.

В качестве напрягаемой арматуры применяется стержневая арматура из стали классов А-3В или А-4, высокопрочная проволока и прядевая арматура (рис. 172). Каркасы ненапрягаемой арматуры изготовляют из стали классов А-1, А-2, А-3.



Рис. 172. Армирование подкрановой балки пролетом 12 м

Подкрановые балки крепят сваркой закладных опорных щитов к консолям колонн, а к надколеннику - вертикально поставленными стальными накладками, приваренными к закладным деталям колонн и подкрановых балок.

Крановый путь крепят к подкрановым балкам, используя болты, изогнутые петли и специальные крюки. .Для пропуска болтов в полках балок через 750мм предусмотрены отверстия, образуемые газовыми трубками, которые ставят при бетонировании. Рельс в виде сварной плети на длину температурного отсека укладывается на упругой прокладке из прорезиненной ткани.

При расчете подкрановых балок их рассматривают как свободно лежащие на двух опорах. Постоянной равномерно распределенной нагрузкой является собственная масса балки и кранового пути. Временная нагрузка состоит из вертикального давления колес кранов и горизонтальной силы, возникающей при торможении движущихся по мосту крана тележек.
18. Обвязочные балки

Обвязочные балки служат для опирания кирпичных и мелкоблочных стен в местах перепада высот смежных пролетов, а также для повышения прочности и устойчивости высоких самонесущих стен. В последнем случае расстояние между балками по высоте определяют расчетом в зависимости от высоты, толщины и материала стен, наличия в стене проемов и их размеров.

Стены второго и следующего ярусов — навесные, нагрузки от них передаются на колонны, тогда как первый ярус стены, опирающийся на фундаментную балку, является самонесущим.

Обвязочные балки обычно располагают над оконными проемами, и они выполняют функции перемычек. Такие балки имеют прямоугольное сечение высотой 600 мм, ширину 200, 250 и 380 мм и длину 6 м. Балки укладывают на стальные опорные столики-консоли со скрытым ребром жесткости и крепят к колоннам стальными планками.

Настоящий стандарт распространяется на железобетонные обвязочные балки координационной длиной 6,0 м, изготовляемые из тяжелого бетона и бетона на пористых заполнителях, предназначаемые для применения в навесных каменных (из кирпича и легкобетонных камней) наружных и внутренних стенах, в том числе в местах перепада высот, производственных и вспомогательных зданий промышленных предприятий, включая здания с расчетной сейсмичностью 7-9 баллов.

Балки из тяжелого бетона предназначаются для применения в условиях воздействия неагрессивной, слабо- и среднеагрессивной газовой среды; балки из бетона на пористых заполнителях - в условиях воздействия неагрессивной и слабоагрессивной газовой среды.

1. Типы, основные параметры и размеры

1.1. Балки по форме поперечного сечения подразделяются на два типа:

БОП - прямоугольного сечения;

БОВ - с консольным выступом.

1.2. Балки типа БОП в зависимости от толщины опирающихся на них стен подразделяются на:

БОП25 шириной 250 мм - для стен толщиной 200-250 мм,

БОП38 шириной 380 мм - для стен толщиной 380-400 мм.

1.3. Форма и размеры балок должны соответствовать указанным в ГОСТ 24893.1-81.

1.4. Форма и размеры закладных изделий балок должны соответствовать указанным в ГОСТ 24893.2-81.

1.5. Расположение и марки дополнительных закладных изделий в балках, предназначаемых к установке над световыми проемами, должны соответствовать приведенным в ГОСТ 24893.1-81, а также указанным в рабочих чертежах проекта здания и в заказе на изготовление балок.

Примеры условных обозначений (марок) балки:

а) типа БОП, шириной 250 мм, с условной несущей способностью 1, из облегченного бетона на пористых заполнителях для зданий с неагрессивной средой:

БОП 25-1 П ГОСТ 24893.0-81
19. Несущие элементы покрытия (фермы, балки)

Железобетонные балки применяют при пролетах до 18 м. Они могут быть одно- и двухскатными. Для их изготовления используют предварительно напряженное армирование. На верхнем поясе балок предусматривают закладные детали для крепления панелей покрытия или прогонов. Балки крепят к колоннам сваркой закладных деталей. Более эффективны по сравнению с балками железобетонные фермы, которые используют в зданиях пролетом 18, 24, 30 и 36 м. Они могут быть сегментные, арочные с параллельными поясами, треугольные и др. Между нижним и верхним поясами ферм размещают систему стоек и раскосов. Решетку ферм предусматривают таким образом, чтобы плиты перекрытий шириной 1,5 и 3,0 м опирались на фермы в узлах стоек и раскосов. Широкое применение получили сегментные безраскосные железобетонные фермы пролетом 18 и 24 м. Для уменьшения уклона покрытия для многопролетных зданий предусматривают устройство на верхнем поясе таких ферм специальных стоек (столбиков), на которые опирают панели покрытия. Межферменное пространство рекомендуется использовать для пропуска коммуникаций и устройства технических и межферменных этажей. Крепят фермы к колоннам болтами и сваркой закладных элементов. При шаге стропильных ферм и балок 6 м и шаге колонн средних рядов 12 м используют подстропильные железобетонные фермы и балки.

Достаточно эффективными несущими конструкциями покрытий являются стальные стропильные подстропильные фермы. Стропильные фермы применяют для пролетов 18, 24, 30, 36 м и более при шаге 6, 12 м. Пояса и решетку ферм конструируют из уголков или труб и соединяют сваркой с помощью фасонок из листовой стали. Сечения полок поясов, стоек и раскосов принимают по расчету.

Для многоэтажных промышленных зданий применяют балочные и безбалочные перекрытия. Балки перекрытий (ригели) изготовляют из бетона марок 200-400 координационными пролетами 6 и 9 м унифицированной высотой сечения 0,8 м. Балки могут иметь прямоугольное и тавровое сечение. Ригели прямоугольного сечения делают при больших нагрузках. Соединение с колонной осуществляют путем опирания ригеля на консоль колонны.
20. Подстропильные конструкции.

Подстропильные балки предусматривают в покрытиях с балочными стропильными конструкциями, если их шаг принят 6 м, а шаг колонн — 12 м. Подстропильные балки имеют трапециевидное очертание и тавровое сечение с полкой внизу (рис. 30.5, Д; 30.6). Длина балок 12 м, высота в пролете 1500 мм, на опоре — 600 мм, ширина полки — 700 мм. В местах опирания стропильных балок стенки подстропильных балок утолщены до ширины полки (рис. 30.5, з). Крепят стропильные балки к колоннам и стропильные — к подстропильным балкам сваркой закладных элементов.

В зданиях со скатными покрытиями балки изготавливают для пролетов 6; 7,5 и 9 м сплошного таврового сечения с толщиной ребра 90 мм, которое уширено у опор. Балки покрытия укладывают с уклоном 1 : 4.

Для уменьшения высоты здания балки у опор имеют подрезку. Причем высота опорных частей балок пролетами 6 и 7,5 м над средней колонной одинакова и равна 450 мм (рис. 30.7). Для каркасов трех пролетных зданий шириной 21 м применяются однопролетные консольные балки длиной 10,5 м. Консольная балка имеет тавровое сечение с шириной полки 200 мм, толщиной ребра 90 мм и высотой на опорах 700 мм. Подобные консольные балки длиной 13,5 м применяются для трех пролетных зданий шириной 27 м.

Подстропильные фермы длиной 12 и 18 м предназначены для опирания на них стропильных ферм, шаг которых составляет 6 м. Стропильные и подстропильные фермы между собой крепят сваркой закладных элементов.

Для сельскохозяйственных зданий применяются безраскосные треугольные фермы пролетом 6 и 9 м. Верхний пояс ферм имеет скаты, обеспечивающие уклон кровли 1 : 4. Высота опорной части всех ферм 450 мм. Для покрытий однопролетных зданий предназначены предварительно напряженные безраскосные треугольные фермы пролетом 12 и 18 м.

В качестве несущих элементов покрытий одноэтажных зданий с кровлей из асбестоцементных материалов применяют сталежелезобетонные треугольные фермы пролетом 12, 18 и 21 м. Фермы собирают из готовых железобетонных и стальных линейных элементов на сварных и болтовых соединениях. На строительную площадку поставляют отдельные полуфермы в виде шпренгелей, которые потом соединяются затяжкой.

Верхние пояса ферм — железобетонные с квадратным сечением 220 х220 мм и круглым отверстием диаметром 159 мм. Сжатые стойки шпренгелей — сплошного сечения 120 х220 мм. Железобетонные стойки в фермах в отдельных случаях могут быть заменены стальными из труб диаметром 70 мм. Растянутые элементы — из арматурной стали круглого сечения. Устанавливают фермы с шагом 3 м.

Рамные конструкции. Железобетонные рамы устраивают од-нопролетными и многопролетными. Рамы представляют собой стержневую конструкцию, геометрическую неизменяемость которой обеспечивают жесткие соединения элементов рамы в узлах. Очертание ригелей в раме может быть прямолинейным, ломаным или криволинейным.

Наиболее распространены трехшарнирные железобетонные рамы пролетом 12, 18 и 21 м (рис. 30.9). Рамы собирают из двух Г-образных полурам, шарнирно соединенных с фундаментами и в коньковом узле. Шаг установки рам 6 м. Стойка и ригель полурамы имеют переменное прямоугольное сечение при постоянной толщине полурамы 180 мм.

В сельскохозяйственном строительстве применяют и другие конструктивные решения рамных каркасов, которые отличаются шагом установки рам, конструкциями стойки ригеля, видом сопряжения ригеля со стойкой и др. Для здания пролетом 12 и 18 м разработана трехшарнирная рамно-панельная конструкция, представляющая собой две Г-образные панели шириной 3 м, соединенные в коньке шарнирно. Рамно-панельный элемент образуется двумя рамами, плитой покрытия и стеновой панелью.
21. Обеспечение жесткости и устойчивости ОПЗ, МПЗ.

В многоэтажных зданиях необходимо принимать во внимание следующее. Элементы жесткости любого здания работают на восприятие горизонтальных ветровых нагрузок как консоли, защемленные в грунт. По мере роста этажности соотношения ширины этих консолей (часто равной ширине зданий) к их высоте уменьшаются, т. е. «сопротивляемость» консолей понижается. Величина же горизонтальных сил возрастает с ростом этажности: растут и площадь загружения, и интенсивность ветрового напора. При соотношениях ширины зданий к высоте в пределах 1/4 ... 1/6 их жесткость и устойчивость обеспечивается грамотным проектированием элементов жесткости в пределах любых форм плана здания. При уменьшении этих соотношений до1/7 .. 1/9 необходимо предусматривать меры по повышению пространственной жесткости зданий: более компактную форму плана; элементы жесткости желательно замоноличивать или выполнять монолитными, предусматривать дополнительные элементы жесткости в единой системе несущего остова и т. П. Горизонтальная жесткость обеспечивается за счет плиты и связи. А вертикальная жесткость обеспечивается ригелями.

ОПЗ.

Поперечная жесткость здания обеспечивается колоннами, жестко защемленными в фундаменте и диском покрытия.

Поэтому при проектировании зданий с мостовыми кранами значительной грузоподъемности, а также бескрановых, имеющих большую высоту, следует предусматривать продольные связи по верхним поясам стропильных конструкций.

Обеспечение жесткости здания в продольном направлении только за счет колонн экономически оправдывается лишь для бескрановых зданий: с пролетами L ≤ 24 м и высотами Н ≤ 8,4 м, а также для зданий с L= 30 м и Н ≤ 7,2 м. Для зданий большой высоты и зданий с мостовыми кранами необходимо предусматривать вертикальные связи жесткости в продольном направлении. Такие связи устраивают между колоннами и при необходимости в покрытии здания.

Стальные связи между колоннами подразделяются на крестовые и портальные. Крестовые характерны 6-метровым шагам колонн, портальные – 12-метровым.


Вертикальные связи жесткости между колоннами устанавливают в середине температурного блока каждого продольного ряда. В зданиях с мостовыми кранами вертикальные связи по колоннам устраиваются только на высоту до низа подкрановых балок (рис.1), а в зданиях без мостовых кранов – на полную высоту колонн. Между стальными колоннами крановых зданий связи устанавливают еще и в надкрановых частях колонн, как в середине температурного блока, так и в крайних его шагах (рис. 2 а, б). При высоте подкрановой части стальной колонны превышающей 8,5 м связи сдваивают (рис. 2 в).



Рис. 2. Вертикальные связи по стальным колоннам:

а – крестовые связи; б – портальные связи; в – крестовые сдвоенные связи

Капитальные стены, расположенные в распор между колоннами и прочно связанные с ними, могут быть использованы для обеспечения продольной жесткости здания вместо вертикальных связей .

В высоких зданиях требуется устройство горизонтальных ветровых ферм в торцах зданий. В зданиях с мостовыми кранами ветровые фермы устанавливаются на уровне верха подкрановых балок (рис.3).

Рис. 3. Схема расположения ветровой фермы в уровне подкрановых балок

Для передачи давления ветровых ферм по линии подкрановых балок зазоры между торцами балок заполняют бетоном.

В зданиях без мостовых кранов ветровые фермы необходимо располагать в уровне верха вертикальных связей.

Все продольные нагрузки, воспринимаемые отдельными элементами здания, в конечном счете, должны быть переданы вертикальным связям в продольных рядах колонн или распределены между колоннами.

Связи проектируют из прокатных, гнутых, гнуто сварных профилей или электросварных труб. Крепят их с помощью болтов нормальной точности или высокопрочных, а также на сварке.