Каркасы промзданий

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.

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. Одноэтажные промышленные здания с типовыми унифицированными конструкциями с укрупненной сеткой колонн могут иметь конструктивные схемы с применением подстропильных конструкций или без них.

При выборе каркаса из стальных элементов надо учитывать величину пролетов, режим работы кранов, величину нагрузок от кранов и покрытия и другие факторы. Стальные конструкции элементов каркаса применяют главным образом в цехах заводов, в которых используют краны тяжелого и непрерывного режима работы. При этом надо широко применять легкие конструкции массового изготовления. Каркасы многоэтажных зданий устраивают также из унифицированных железобетонных элементов заводского изготовления с балочными или безбалочными перекрытиями. Балочные перекрытия как более простые и более универсальные применяют чаще. Безбалочные перекрытия используют при больших полезных нагрузках и необходимости получить гладкую поверхность потолка для устройства подвесного транспорта, развязки в разных направлениях коммуникаций, а также для улучшения санитарно-гигиенических качеств помещений

26. Ж/б фермы покрытия

Железобетонные фермы применяют при пролетах 18, 24 и 30 м (редко 36 л); подразделяют их на сегментные, арочные, треугольные, трапециевидные и с параллельными поясами (рис. 64). В зависимости от способа изготовления фермы могут быть цельными, из полуферм, из блоков длиной 6 м и из отдельных элементов. Сегментные, арочные и полигональные фермы предназначены для покрытий с рулонной кровлей, треугольные — под кровлю из асбестоце­ментных и металлических волнистых листов. Фермы с параллельными поясами применяют в зданиях с плоским покрытием под рулонную «сухую» или водонаполненную кровлю. Во избежание большого уклона кровли в крайних панелях на опорах сегментных ферм предусматривают небольшие столбики для опира­ния панелей покрытия. Шаг ферм 6 и 12 л (редко 18 м). Решетка ферм позволяет опирать панели шириной 1,5 и 3 м. При вне­узловом опирании панелей верхний пояс дополнительно армируют для воспринятая усилий от местного изгиба. Большинство скатных ферм имеет опорные узлы высотой 0,8 м. Фермы изготовляют из бетона марок 300—500. 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. В фемах предусмотрены закладные элементы, аналогичные балкам. Наиболее рациональными по распределению материала являются сегментные и арочные фермы, имеющие ломаный или криволинейный верхний пояс. По сравнению с другими в них меньшие усилия в элементах решетки и меньшие изгибающие моменты в верхнем поясе от внеузлового загружения, что позволяет делать решетку более редкой. Сегментные и арочные фермы имеют небольшую высоту на опоре, что позволяет уменьшить высоту стен; однако криволинейность верхнего пояса усложняет устройство опалубки и армирование.

Конфигурация верхнего пояса трапециевидных ферм проста, они взаимозаменяемы со стальными фермами. К недостаткам таких ферм относятся: сравнительно мощная решетка, большая высота на опоре, что требует устройства вертикальных связей между фермами в плоскости опорных стоек; эти фермы несколько тяжелее сегментных. На фермы с параллельными поясами по сравнению с другими больше расходуется материалов, зато применяемая для их изготовления опалубка отличается простотой и меньшей трудоемкостью. Крепят фермы к колоннам и к подстропильным конструкциям анкерными болтами и сваркой закладных опорных элементов (аналогично креплению железобетонных балок)

27. Ж/б балки покрытий

Железобетонные балки (рис. 62) применяют при пролетах 6, 9, 12 и 18 м для односкатных, двухскатных и плоских покрытий. Балки односкатных и плоских покрытий имеют прямолинейный верхний пояс, а балки двухскатных покрытий — ломаный пояс с уклоном скатов 1: 12. Для пролетов 6 и 9 м балки изготовляют таврового сечения с высотой на опоре от 390 до 790 мм, а для пролетов 12 и 18 м — двутаврового с высотой на опоре от 790 до 1490 мм. Для изготовления балок применяют бетон марок 200—500 и обычное или предварительно напряженное армирование. В покрытиях зданий с агрессивной средой рекомендуются балки со стержневой арматурой, имеющей повышенную стойкость против коррозии. На верхнем поясе балок предусматривают закладные элементы для крепления прогонов или панелей покрытия, на нижнем поясе и стенке — закладные элементы для крепления путей подвесного транспорта, а в опорных частях — стальные листы с вырезами для крепления балок к колоннам (рис. 62, в).

Железобетонные балки просты в изготовлении и монтаже, допускают опирание панелей в любом месте верхнего пояса и имеют небольшую высоту. Однако такие балки имеют очень большой вес (по сравнению с фермами на их изготовление расходуется больше бетона), затрудняют размещение в межбалочном пространстве инженерных сетей.