Железобетонный каркас промышленного здания

Размещено на http://www.allbest.ru/

Каркас - несущая основа здания, которая состоит из поперечных и продольных элементов. Поперечные элементы - рамы воспринимают нагрузки от стен, покрытий, перекрытий (в многоэтажных зданиях), снега, кранов, ветра, действующего на наружные стены и фонари, а также нагрузки от навесных стен. каркас здание железобетонный фундамент

Основные элементы каркаса - рамы. Они состоят из колонн и несущих конструкций покрытий - балок или ферм, длинномерных настилов и пр. Эти элементы соединяют в узлах шарнирно с помощью металлических закладных деталей, анкерных болтов и сварки. Рамы собирают из типовых элементов заводского изготовления. Другие элементы каркаса - фундаментные, обвязочные и подкрановые балки и подстропильные конструкции. Они обеспечивают устойчивость рам и воспринимают нагрузки от ветра, действующего на стены здания и фонари, а также нагрузки от кранов.

Каркасы проектируют железобетонными, металлическими и смешанными. При строительстве промышленных зданий в большинстве случаев применяют железобетонные каркасы.

Каркас одноэтажных и многоэтажных промышленных зданий состоит из поперечных рам, образованных колоннами и несущими конструкциями покрытия (балки, фермы, арки и др.), и продольных элементов: фундаментных, подкрановых и обвязочных балок, подстропильных конструкций, плит покрытия и перекрытия и связей. Если несущие конструкции покрытий выполняют в виде пространственных систем - сводов, куполов, оболочек, складок и других, то они одновременно являются продольными и поперечными элементами каркаса. Каркасы промышленных зданий монтируют в основном из сборных железобетонных конструкций, стали и реже из монолитного железобетона, древесины и пластмасс. Выбирая материал, надо учитывать размеры пролетов и шаг колонн, высоту зданий, величину и характер действующих на каркас нагрузок, параметры воздушной среды производства, наличие агрессивных факторов, требования огнестойкости, долговечности и технико-экономические предпосылки.

Рис. 1. Общий вид сборного железобетонного каркаса: 1-- колонна; 2 -- подкрановая балка; 3 -- ферма; 4-- плиты покрытия; 5 - стальные рама фонаря; связи

Для строповки элементов каркаса при их транспортировании, складировании и монтаже в процессе изготовления в них закладывают монтажные (подъемные) петли из мягкой арматурной стали (класса А-1) или устраивают специальные отверстия. Сборку железобетонных элементов в каркас производят путем сварки стальных закладных деталей. На рис. 1 приведен общий вид сборного железобетонного каркаса одноэтажного промышленного здания.

Фундаменты. Под колонны каркаса зданий устраивают отдельно стоящие железобетонные фундаменты ступенчатой формы, имеющие в верхней части стакан, в который устанавливают колонны (рис. 2). В промышленных каркасных зданиях с шагом колонны 6 и 12 м фундаментные балки служат для опирания на них самонесущих стен и передачи от них нагрузок на фундаменты. Балки имеют тавровое или трапецеидальное поперечное сечение. Длина основных балок при шаге колонны 6 м--4950 мм, при шаге 12 м-- 10700 мм.

Рис. 2. Опирание колонны на фундамент: 1 -- колонна; 2 -- фундамент

Балки, укладываемые у торцов здания и температурных швов, где шаг колонн уменьшен, на 500 мм короче основных --4450 и 10 200 мм. Толщина балок для кирпичных стен--250, 380 и 510 мм, блочных --380 и 510 мм, панельных --200, 240, 300 и 400 мм. Высота фундаментных балок 400 и 600 мм.

Балки длиной 6 м изготовляют без предварительного напряжения, длиной 12 м--предварительно напряженными.

Рис. 3. Фундаментная балка

Балки опирают непосредственно на ступени фундаментов или на бетонные столбики (рис. 4), выложенные по этим ступеням с таким расчетом, чтобы верхняя грань балок была расположена на отметке --0,030, т. е. на 30 мм ниже уровня чистого пола. Зазоры между торцами балок, а также между концами балок и колоннами заполняют бетоном марки 100.

Рис. 4. Опирание фундаментной балки: 1 -- фундаментная балка; 2 -- бетонный столбик; 3 -- фундамент

Колонны. В одноэтажных промышленных зданиях сборные Железобетонные колонны применяют сплошные прямоугольного сечения (рис. 5, а, б) и сквозные двухветвевые (рис. 5, в). В зданиях, оборудованных мостовыми кранами, колонны имеют консоли для опирания на них подкрановых балок, на которые укладывают рельсы для передвижения крана. Унифицированные колонны имеют высоту, кратную модулю 600 мм. Проектная высота колонны (Н) исчисляется от уровня чистого пола помещения, т. е. от отметки 0, 000 до верха колонны без учета ее нижнего конца длиной 900--1350 мм, заделываемого в фундамент.

Рис. 5. Типы сборных железобетонных колонн одноэтажных промышленных зданий: а -- для бескрановых зданий; б--крановые прямоугольного сечения; в -- крановая двухветвевая для средних рядов

Часть колонны, расположенную выше консолей, называют над-крановой, ниже -- подкрановой. Надкрановую часть колонны, поддерживающую элементы покрытия, называют надколонником. В двух-ветвевых колоннах надколонник выполняют из одной ветви, вследствие чего для опчрания подкрановых балок создаются уступы. Верхний торец колонны имеет стальной закладной лист с анкерными болтами для крепления несущих элементов покрытия. Стальные закладные детали предусматривают также в местах установки подкрановых балок и связей и, кроме того, в боковых плоскостях крайних колонн (для крепления стен). Подкрановые балки служат для передвижения по ним мостовых кранов и являются продольными связями между колоннами каркаса. Балки устанавливают на железобетонные колонны при их шаге 6 и 12 м. Подкрановые балки имеют тавровое или двутавровое сечение.

Стропильные балки. Их изготовляют односкатными, двускатными и с параллельными поясами (рис. 6).

Односкатные балки (рис. 6, а) применяют в покрытиях одноэтажных промышленных зданий пролетом 6--12 м, с шагом колонн 6 м и наружным водостоком. Двускатные балки (рис. 6, б) используют в покрытиях одноэтажных промышленных зданий при пролетах 6--18 м, шаге колонн 6 и 12 м с наружным и внутренним водостоком. Балки с параллельными поясами (рис. 6, в) применяют в покрытиях промышленных зданий с плоской кровлей при пролетах 12 и 18ми шаге колонн 6 и 12 м. Стропильные балки имеют тавровое или двутавровое сечение. В целях уменьшения массы балок и пропуска коммуникаций в их стенках устраивают отверстия различного очертания. Одно- и двускатные балки можно собирать из отдельных блоков с последующим натяжением пропущенной через них арматуры.

Балки устанавливают на железобетонные колонны или на несущие стены с устройством железобетонных подушек, а балки пролетом 18 м также на подстропильные балки. К колоннам балки покрытия прикрепляют анкерными болтами, выпущенными из колонн и проходящими через опорный лист, приваренный к закладной детали балки. Опорный лист балки прикрепляют к листу, заложенному в колонну.

Рис. 6. Железобетонные балки: а -- односкатные; б -- двускатные; в -- с параллельными поясами

Подстропильные фермы и балки применяют в покрытиях одноэтажных многопролетных промышленных зданий наряду со стропильными фермами и балками (рис. 7),

Подстропильные фермы и балки применяют в средних рядах зданий для опирания ферм или балок покрытия в тех случаях, когда их шаг составляет 6 м, а шаг колонн средних рядов -- 12 м.

Подстропильные фермы (балки) устанавливают вдоль здания непосредственно на колонны, с которыми их скрепляют путем сварки закладных деталей.

Рис. 7. Подстропильные железобетонные предварительно напряженные конструкции: а -- балка; б -- ферма; в--деталь опиравши ферм покрытия на подстропильную ферму; 1 -- подстропильная ферма; 2 -- стропильные фермы; 3 -- плиты покрытия; 4-- закладные детали для крепления ферм; 5 -- то же, для крепления плит

Связи. Жесткость сборного железобетонного каркаса в поперечном направлении (поперек пролетов) обеспечивается жесткостью самих колонн и их закреплением в фундаментах. В продольном на-правлении (вдоль пролетов) в зданиях с мостовыми кранами и без них при высоте более 9,6 м жесткость каркаса обеспечивается уста, новкой продольных вертикальных стальных связей(рис. 58), которые располагаются в каждом продольном ряду колонн у середины каждого температурного блока. Их выполняют из прокатных профилей и приваривают к специальным закладным деталям колонн.

Рис. 58. Вертикальные связи между колоннами: а -- крестовые; б -- портальные; 1 --железобетонные колонны; 2 -- подкрановые балки; 3 -- балки (или фермы) покрытия; 4 -- вертикальные связи

Несущий каркас чаще всего выполняют целиком из железобетона или стали и смешанным. Устройство железобетонного каркаса в сравнении со стальным дает возможность экономить до 60% стали. Элементы каркаса подвергаются силовым и несиловым влияниям. Силовые воздействия возникают от постоянных и временных нагрузок. В связи с этим элементы каркаса должны отвечать требованиям прочности и устойчивости. Под воздействием несиловых влияний и внутренней среды в виде положительных и отрицательных температур, тепловых ударов, жидкой и парообразной влаги, воздуха и содержащихся в воздухе химических веществ элементы каркаса должны отвечать требованиям долговечности.

Размещено на Allbest.ru