Несущие конструкции легких зданий

Несущие конструкции легких зданий

Дата: 02-05-2015Просмотров: 1533Рейтинг: 34

При строительстве используется несколько видов фундамента: ленточный, свайный, винтовой, плавающий, плитный, столбчатый. Каждый такой вид имеет свои особенности при строительстве.

Столбчатый фундаменттребует гораздо меньших затрат, чем установка ленточного или плитного.

Расчет столбчатого фундамента, одного из надежных и экономичных, должен учитывать многие факторы: вид грунта, тип и размер здания, рельеф.

Возможность установки столбчатого основания

Столбчатый фундамент состоит из бетонных и железобетонных столбов, колонн, которые расположены по углам строящегося здания, в пересечениях стен, несущих простенок, балок и других средоточий нагрузок в строящемся здании.

Рассчитать столбчатый фундамент, а затем его закладывать необходимо при строительстве из легких материалов, таких как дерево, щитовые или каркасные стены.

Существуют неблагоприятные условия, при которых выполнение столбчатого фундамента нецелесообразно. К таким причинам относятся:

грунты с высокой степенью горизонтальной подвижности;грунты, склонные к просадке, с малым значением несущего коэффициента: глинистые, водянистые, торф и т.д.;большой перепад высот — свыше 2 м;возводимые стены здания шириной больше полуметра, массивные стеновые панели из железобетонных блоков.

Вернуться к оглавлению

Схема столбчатых фундаментов из разных материалов.

Для каменного столбчатого основания подходит бутовый камень c сечением 0,6 м или плиты среднего размера, более плоские.

Часто для экономии времени при строительстве используются сверхпрочные железобетонные монолиты, сборные блоки из бетона или железобетона. Бетонные или бутобетонные столбы имеют сечение в пределах 0,4 м.

Расстояния между монолитными столбами обычно бывает от 1,5 до 2,5 м, однако иногда допускается и большее расстояние. В качестве ростверка чаще делается армированная перемычка.

Для основных и второстепенных помещений следует избегать конструктивных соединений. Пристройки (веранды, террасы, крыльцо) по своему весу более легкие, степень осадки разная, поэтому возникает необходимость отдельно рассчитать опору под эти помещения.

Соединение опор пристроек и основного здания происходит с помощью деформационного шва. В случаях превышения стандартных расстояний (2,5-3 м) столбов друг от друга ростверк (монолитная или сборная железобетонная балка, швеллер, профиль, двутавр) должен быть мощнее, чтобы держать всю весовую нагрузку.

Кирпичное фундаментное сооружение состоит из хорошо обожженного кирпича-железняка. Одним из вариантов устройства опоры под здание могут быть трубы из асбестоцемента или металла, которые после установки заливаются бетонной смесью.

Вернуться к оглавлению

Схема столбчатого фундамента.

Закладываемый бетонный столбчатый фундамент наиболее экономичен и эффективен, составляет 15-18% общей стоимости здания, в то время как закладывание других оснований может доходить до трети всей стоимости строительства.

Состав и вид грунта в начале строительства обязательно должен быть исследован, тщательный расчет при этом позволит уменьшить осадку всей строительной системы при сохранении степени давления на все имеющиеся столбы.

Необходимо проводить также расчет глубины промерзания почвы, чтобы обезопасить здание от деформации фундамента, для этого столбы закладываются ниже этой глубины промерзания.

При строительстве малоэтажных домов самыми опасными являются возникающие силы морозного пучения, которые действуют на фундамент.

При пучинистых грунтах в домах без подвалов чаще проводится расчет на малое заглубление 0,5-0,7 нормативной величины промерзания, бетонный столб необходимо заглублять на 70 см при глубине промерзания 140 см (140х0,5=70).

Схема столбчатого фундамента на разных грунтах.

Уменьшать воздействия сил морозного пучения возможно покрытием всей поверхности опоры специальными материалами: битумная или пластическая мастики, эпоксидные смолы и т.д., или утепляя поверхностный слой грунта вокруг опорных столбиков.

При возведении фундамента из кирпича, камня, монолитного бетона, мелких блоков необходимо делать сужения кверху, что позволит экономить материал и в то же время равномерно распределять нагрузку от стен здания.

Строительство на пучинистых грунтах должно проходить в один год, фундамент, оставленный на зимнее время без стен, перекрытий, крыши, может деформироваться.

При закладке столбчатой опоры необходимо обязательно произвести расчет, учитывая подъем грунтовых вод. При расположении водоемов вблизи строительства необходимо устанавливать дренаж или гидроизоляцию.

Давление этих колон на грунт меньше на 20-25%, чем у сплошных ленточных оснований, что уменьшает общую площадь этой опоры, соответственно, и стоимость.

Вернуться к оглавлению

При расчете фундаментанеобходимо определить всю нагрузку возводимого сооружения, которая будет действовать на грунт под подошвой фундамента. Сюда входят:

Схема свайного фундамента

вся нагрузка от самого сооружения, в который входит вес кровли, стен, перекрытий;нагрузка от объектов, предметов, которые будут находиться в помещении (мебель, камины, люди);сезонные снежные нагрузки (северная полоса — 190 кг/м², средняя полоса — 100 кг/м², южная — 50 кг/м²).

Для определения объема бетона, количества опор необходимы следующие данные: диаметр, высота столбиков.

Для заливки бетона круглых столбов необходимо рассчитать поперечную площадь по формуле S=3,14хR2, где S — площадь поперечного сечения, R — радиус. Если диаметр столба 30 см с расширением внизу до 50 см, то поперечная площадь составит 3,14х(15)2=706,5 см³.

Объем 2-метрового столба при таком сечении — 706,5х2= 1413 м³. Площадь опоры определяется по формуле Sj=3,14хD2/4. В данном случае эта площадь равна 3,14х50х50/4=1962,5 см².

Подошва столбчатого фундамента необходима для того, чтобы грунт под нагрузкой не продавливался. Расчет подошвы фундамента производится по следующей формуле:

Sp — площадь подошвы (см²);

Y1 — коэффициент надежности (=1,2);

F — общая нагрузка на основание, кг;

Процесс изготовления фундамента.

Y2 — коэффициент условий, зависит от грунта и жесткости конструкции здания (1,0 — глина, каменные стены здания; 1,1 — глина, деревянные и каркасные стены; 1,2 — глина, пески маловлажные, короткие стены с соотношением длины к высоте<1,5; 1,2 — песок крупный, жесткие длинные строения; 1,3 — мелкий песок, любое сооружение; 1,4 — песок крупный, длинные сооружения)

R — расчетное условное грунтовое сопротивление, в кг/см² на глубину 1,5-2 м (гравий 4-5; щебень 4,5-6; пески 1,5-4,5; супесь 2-4; суглинок 1-4; глина 1-9)

Предположим, здание имеет F = 100 000 кг, грунт — мелкий песок, R = 4. В этом случае:

Sp = 1,2х100 000/1,3х4 = 23076,9 см.

Определить количество свай можно по следующей формуле:

N — количество столбов, шт.;

F — вся нагрузка на грунт, кг;

R — грунтовое сопротивление, кг/см²;

Sp — площадь подошвы, см².

Средний объемный вес железобетона 2400 кг/м³, следовательно, вес одной железобетонной колонны составит 0,1413 м³х2400=339 кг. Значит, масса 15 опор составит 5085 кг.

Проверочный расчет. R=1,2х105085/1962,5х15=4,28. При строительстве данного сооружения надежна установка фундаментас 15 опорами.

Размер сечения кирпичных опор наиболее часто применяется 380х380 мм.

Ширина подошвы из щебня, камня имеет следующие размеры: 500х500 мм. Высота кирпичного столба в зависимости от грунта от 1,5 до 2 м, для этого применяется полнотелый красный кирпич М-150, М-200 весом 3,3 кг. В одном м³ содержится 513 кирпичей.

При F = 100 000 кг, мелком песке, R = 4, сечении опоры 380х380 мм, высоте опоры 2м расчет будет следующий:

Объем одной колонны 0,38х0,38х2=0,29 м³ (149 кирпичей), ее вес — 149х3,3= 491,7 кг.

Количество кирпичных столбов для данного строительства следующее:

Масса всех колонн составит 21х491,7=10321,7 кг.

Проверочный расчет. R=1,2х110321,7/1444х21=4,36. Сооружение с 21 столбом надежно.

Понятие о зданиях из лёгких металлических конструкций

Легкими несущими и ограждающими конструкциями называют такие, у которых суммарная масса в расчете на 1 м 2 ограждающей поверхности здания не превышает 100-150 м. Промышленные здания с применением легких ограждающих конструкций можно разделить на две группы:

1) здания из легких металлоконструкций;

2) здания из смешанных конструкций.

Строительные параметры и технические характеристики данных зданий следующие:

– сетка колонн 18×12 и 18×24 м;

– шагк крайних и средних колонн 12 м;

– высота до низа несущих конструкций покрытия:

– для бескрановых зданий 4,8; 6,0; 7,2; 8,4 м;

– для зданий с подвесными кранами 6,0; 7,2; 8,4 м;

– для зданий с мостовыми кранами 8,4; 9,6; 10,8 м;

– число пролетов: одно- и многопролетные;

– перепады высот в профиле покрытия не допускаются;

– уклон кровли – 1,5% с внутренним водоотводом;

– освещение естественное через проемы в наружных стенах и посредством устройства зенитных фонарей.

Колонны зданий выполняют из сварных прокатный широкополосных двутавров или трубчатые. Несущие конструкции покрытий – структурные блоки из прокатных профилей представляют собой складчатую конструкцию, состоящую из плоскостных и линейных элементов. Линейные элементы – пояса и раскосы, плоскостные – торцевые фермы.

В качестве несущего элемента кровли принят профилированный настил из холодногнутовй оцинкованной стали толщиной 0,8-1 мм с высотой гофра 60 мм.

В покрытиях зданий всех типов предусмотрена возможность установки зенитных фонарей размерами 1×1,5 м; 1,5×1,5 м; 1,5×3 м; 1,5×6 м; 3×3 м.

Заполнение световых проемов фонарей осуществляется стеклопакетами или профстеклом.

Стены зданий из легких металлических конструкций запроектированы двух типов:

1) из трехслойной панели вертикальной разрезки шириной 1 м, высотой 2,4 – 12 м, толщиной 45; 60; 80; 90; 100 мм. Панели состоят из двух металлических облицовочных слоев, между которыми находится утеплитель (профилированный оцинкованных лист толщиной 0,8 мм);

2) из металлических профилированных листов и минераловатных плит, монтируемых методом полистовой сборки.

Типы структурных блоков:

а) с поясными сетками из равносторонних треугольных ячеек

б) с поясными сетками из квадратных ячеек, усиленных диагоналями в угловых зонах

Понятие о смешанных каркасах

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 и несущие конструкции покрытия стальные;

– колонны железобетонные, несущие элементы покрытия деревянные;

– колонны металлические, конструкции покрытия деревянные.

За счет рациональной работы элементов каркаса (железобетона – на сжатие, металла и дерева – на изгиб) снижается материалоемкость здания. Уменьшение массы покрытия позволяет сократить размеры сечения колонн и подошвы фундамента.

Наиболее распространены каркасы с несущими элементами покрытия из металла. Характерными узлами таких каркасов являются:

1. Опирание стальных подкрановых балок на железобетонные колонны. Осуществляется через опорные ребра, балки закрепляют к колонне болтами и планками.

2. Установка металлических ферм на железобетонные колонны через опорную плиту. Установленные конструкции закрепляют анкерными болтами, заделанными в оголовке колонны.

Дата добавления: 2018-02-18 ; просмотров: 686 ;

Несущие конструкции легких зданий

КАЧЕСТВЕННО

БЫСТРО

SEO оптимизация

адаптивная верстка

Ремонт в регионах

1. Главная
2. Строительство
3. Перекрытия зданий
4. Несущие конструкции здания

Размеры элементов конструкций определяются расчётом на прочность, устойчивость и жёсткость. В отдельных случаях, когда несущие конструкции одновременно являются и ограждающими конструкциями (стены, перекрытия) , толщина их определяется с учётом теплотехнических и звукоизоляционных требований.

Все несущие конструкции покрытий промышленных зданий должны иметь модульные размеры пролетов и всех элементов покрытий такими, чтобы их можно было собрать из индустриальных деталей, изготовляемых заводским способом.

Железобетонные балки

Железобетонные балки выполняются монолитными не разрезными или сборными. Монолитные применяются редко.

Сборные железобетонные балки

Сборные железобетонные балки (рис. 1) выполняются таврового или двутаврового сечения, сплошными или с пустотами в стенках для облегчения собственного веса. Они выполняются из предварительно напряженного железобетона цельными или из отдельных элементов.

Для покрытий одноэтажных производственных зданий применяются балки пролетом 18—24 м.
Крепление балок к колоннам производится при помощи сварки стальных листов, заложенных в железобетонные балки, с закладными деталями колонн (рис. 2) или при помощи анкерных болтов.

Деталь опирания железобетонной балки на колонны
1 — стена; 2 — колонна; 3 — балка; 4 — анкер, выпущенный из колонны; 5 — опорный лист балки; 6 — опорный лист колонны; 7 — сварка

Стальные балки

Стальные балки применяются для покрытий пролетов от 6 до 12 м и делаются из прокатных профилей сварными или клепаными.
Деревянные балки применяются из бревен, брусьев и досок и перекрывают небольшие пролеты (6—12 м).Деревянные брусчатые балки системы Деревягина составляются из нескольких брусков, соединенных между собой деревянными нагелями.

Клееные балки

Клееные балки выполняются таврового или двутаврового сечения. Они обладают большой прочностью, на них мало расходуется металла и леса; кроме того, при изготовлении их может быть использован лес маломерный и пониженной прочности.
При больших пролетах и значительных нагрузках на покрытия в качестве несущей конструкции применяются фермы; они выполняются из железобетона, из железобетона и металла, из дерева или из дерева и металла (металлодеревянные фермы).

Очертания ферм должны соответствовать компоновочному и конструктивному решению покрытия здания. По очертанию различаются следующие основные типы ферм: треугольные, полигональные, сегментные и с параллельными поясами. Фермы треугольного очертания применяются при крутых уклонах кровли в покрытиях без фонарей. Полигональные фермы делаются с фонарями и без них. Они имеют в настоящее время наибольшее распространение. Сегментные фермы выполняются из дерева и железобетона и имеют гнутый верхний пояс, благодаря сложности изготовления которого применение их ограничено.

С конструктивной точки зрения удобны фермы с параллельными поясами, как имеют одинаковую длину всех элементов, что упрощает их индустриальное изготовление.
Конструктивные решения ферм в зависимости от применяемых материалов бывают различны.

Железобетонные фермы

Несущие конструкции — железобетонные фермы изготовляются пролетами от 18 до 36 м с обычной или с предварительно напряженной арматурой; фермы с обычным армированием имеют невысокие эксплуатационные качества и поэтому не получили большого распространения.

Стальные фермы применяются в настоящее время для перекрытия пролетов от 24 до 36 м и при особых условиях производства в цехах, требующих обязательного применения металлических конструкций.

Металлические фермы

Металлические фермы изготовляются из прокатных профилей, соединяемых в узлах при помощи фасонок на сварке. Высота фермы принимается равной 1/4 — 1/7 пролета в зависимости от применяемого кровельного ковра.

На железобетонные и каменные опоры стальные фермы устанавливаются с закреплением обоих концов анкерами. При каменных опорах под опорные части ферм устанавливают бетонные подушки.

Деревянные фермы

Деревянные фермы выполняются треугольными, многоугольными и сегментными. Изготовляются они либо полностью из бревен, брусьев или досок, либо с включением металла. В металлодеревянных фермах элементы, работающие на сжатие, делаются деревянными, а на растяжение — металлическими.

Рамные несущие конструкции

Рамные несущие конструкции выполняются из железобетона и металла и состоят из жестко соединенных между собой ригелей и стоек; пролет рам достигает 30—36 м; при большей ширине здания применяются многопролетные рамы.
Железобетонные рамы могут быть сборными, сборномонолитными и монолитными.

При покрытиях очень больших пролетов в 60—90 м арочные системы получаются значительно более легкими и экономичными, чем балочные и рамные.
Деревянные арки проще всего и экономичнее делать клееными; они огнестойки и для их изготовления используется древесина пониженных сортов.
Железобетонные арки делаются сборными с последующим замоноличиванием стыков; каждый монтируемый элемент их может быть сделан наподобие решетчатой фермы.
Несущие конструкци — металлические арки применяются для покрытия очень больших пролетов (например, при устройстве крытых стадионов); шаг арок может быть принят от 6 до 12 м.

Несущие и ограждающие конструкции

Несущие и ограждающие конструкции.

В процессе возведения и эксплуатации все здания подвергаются воздействию силовых и несиловых факторов.

· нагрузки от собственной массы конструкций, людей и оборудования; ветровые, снеговые, сейсмические и иные нагрузки.

· температурные и биологические воздействия, солнечная радиация, влажность воздуха, агрессивные среды и др.

В зависимости от условий работы при восприятии нагрузок и воздействий все конструктивные элементы зданий подразделяются на несущие и ограждающие (рис. 1.2.

Рис. 1.2. Основные конструктивные элементы зданий и воспринимаемые ими нагрузки и воздействия.

1 – подошва фундамента; 2 – надподвальное перекрытие; 3 – фундаменты; 4 – потолок; 5 – нижние перекрытия; 6 – подполье; 7 – перегородка; 8 – нагрузка, воспринимаемая перекрытием; 9 – междуэтажные перекрытия; 10 – продольная внутренняя стена; 11 – наружная стена; 12 – оконный проём; 13 – карниз; 14 – чердачное перекрытие; 15 – чердак; 16 – стропильная нога; 17 – кровля; 18 – дымовая труба; 19 – зонт над дымовой трубой; 20 – коньковый прогон; 21 – подкос; 22 – стойка; 23 – конёк; 24 – слуховое окно; 25 – снег; 26 – карниз; 27 – мауэрлат; 28 – оконный переплёт; 29 – наружная входная дверь; 30 – крыльцо; 31 – цоколь; 32 – подвал; 33 – грунтовая вода.

Несущие конструктивные элементы воспринимают нагрузку от вышележащих конструкций, собственной массы и других воздействий Примеры – фундаменты в зданиях без подвалов, колонны или стойки, балки покрытий и перекрытий.

Ограждающие конструктивные элементы изолируют помещения друг от друга или от внешней среды. Примеры – перегородки, наружные навесные стены, окна, двери. Ограждающие конструкции должны обладать стойкостью против атмосферных и других физико-химических воздействий, а также быть эффективными по тепло- и звукоизоляции.

Многие конструктивные элементы выполняют как несущие, так и ограждающие функции, т. е. являются несуще — ограждающими . Примеры – стены, фундаменты в зданиях с подвалами, плиты перекрытий и покрытий и др.

Несущий остов здания – это пространственная система из вертикальных (стены, колонны, фундаменты) и горизонтальных (перекрытия и покрытия) конструкций. Несущий остов здания обеспечивает восприятие и передачу на основание всех видов нагрузок и воздействий, возникающих в процессе строительства и эксплуатации здания.

Каркасы – комплексные элементы, состоящие из вертикальных несущих конструкций (стоек в виде столбов или колонн) и горизонтальных несущих конструкций (балок, плит или ферм). Элементы каркасов воспринимают вертикальные и горизонтальные нагрузки от других элементов (перекрытий, покрытий, ненесущих стен и др.) и от своей массы, передавая их на фундаменты. Элементы каркаса выполняют только несущие функции.

Фундаменты – подземные конструкции здания, предназначенные для восприятия всех нагрузок и передающие их на основание. Фундаменты устраивают под стенами и отдельными опорами-стойками (столбами или колоннами). Верхняя поверхность фундамента и горизонтальные площадки уступов фундамента называются обрезом . Нижняя плоскость (или поверхность) фундамента, которой он опирается на основание, называется подошвой . В зданиях без подвалов фундаменты являются несущими конструкциями, а в зданиях с подвалами выполняют несуще-ограждающие функции.

Основание – это массив грунта, находящийся под фундаментом и воспринимающий всю нагрузку от здания. Основание должно обладать достаточной прочностью, т. е. быть малосжимаемым при нагружении его до определенного предела.

Стены – вертикальные элементы, отделяющие помещения друг от друга или от внешней среды. Они бывают наружными и внутренними, продольными и поперечными, несущими, самонесущими и ненесущими (навесными), несуще-ограждающими или ограждающими. Продольные и поперечные стены образуют в плане замкнутые контуры с прочным сопряжением в местах пересечений.

Колонны или стойки – вертикальные элементы, предназначенные для восприятия нагрузок от покрытий, перекрытий, стен, технологического оборудования и др. и передающие их на фундаменты.

Перекрытия – несуще-ограждающие конструкции, разделяющие здания на ярусы-этажи, воспринимающие нагрузки от людей, оборудования и т. д. и передающие их на стены, отдельные опоры или элементы каркаса. Кроме того, перекрытия являются горизонтальными диафрагмами жёсткости зданий, повышая их пространственную неизменяемость. В зависимости от местоположения в здании перекрытия бывают междуэтажными, чердачными, надподвальными и нижними.

Перегородки представляют собой тонкие ненагруженные конструкции, устанавливаемые на несущие элементы перекрытий и разделяющие внутреннее пространство этажа здания на отдельные помещения. Кроме того, перегородки снижают уровень шума, проникающего из соседних помещений.

Покрытия – это конструктивный элемент, защищающий здания от атмосферных воздействий и температурного перепада. Это комплексная конструкция, состоящая из чердачного перекрытия и крыши. Как правило, крыша защищает здание от атмосферных воздействий, а чердачное перекрытие – от температурного перепада. Верхняя водонепроницаемая оболочка крыши называется кровлей. По конструктивному исполнению покрытия бывают скатными и плоскими, чердачными и совмещёнными.

Лестницы и лифты служат для сообщения между помещениями, находящимися на разных уровнях. Помещения, в которых располагаются лестницы, называются лестничными клетками. Лестницы состоят из наклонных элементов со ступенями, называемыми лестничными маршами, и горизонтальных элементов, называемых лестничными площадками. Лифты состоят из лифтовых шахт, лифтовых кабин и машинных отделений.

Окна служат для естественного освещения помещений и их проветривания.

Двери служат для сообщения между помещениями в здании и для сообщения между зданием и прилегающей территорией.

Балконы и лоджии предназначены для отдыха на открытом воздухе. Балкон – это консольно выступающая за внешнюю поверхность наружной стены площадка, имеющая с остальных сторон лёгкие ограждения. Лоджия – это частично или полностью встроенная в габариты здания площадка, имеющая лёгкое ограждение со стороны фасада и ограждения в виде стен и перекрытий с остальных сторон.

Все темы данного раздела.

Требования, предъявляемые к зданиям Функциональные требования – объемно-планировочное и конструктивное решение здания должны наилучшим образом отвечать назначению здания. Условия в здании или.

Конструктивные системы зданий Конструктивная система (рис. 1.3) – это совокупность вертикальных и горизонтальных несущих конструкций здания, совместная работа которых обеспечивает его прочность, жёсткость и усто.

Единая модульная система в строительстве Для современного строительства характерно широкое применение строительных изделий и конструкций заводского изготовления. Это позволяет: · повысить производительность труда.

Система разбивочных осей и методы привязки к ним конструктивных элементов Взаимное положение конструкций здания в архитектурных и конструктивных чертежах определяется системой модульных разбивочных осей (следы основных вертикальных модульных плоскостей на.

Детали наружных стен Цоколь – нижняя часть стены высотой не менее 0,5 м, непосредственно примыкающая к фундаменту. Цоколь находится в неблагоприятных условиях эксплуатации, поэтому его.

Каменные стены ручной кладки Материалом таких стен служат искусственные или естественные мелкие камни, например: кирпич (глиняный обыкновенный, пустотелый, силикатный), керамические и бетонные камни и др. Толщи.

Стены из крупных блоков Крупные блоки выполняют из лёгких бетонов на пористых заполнителях, ячеистых бетонов, кирпича, облегчённой кирпичной кладки, природного камня, керамических камней и др. Бло.

Стены из крупных панелей Наибольшее применение в гражданских зданиях получили панели высотой на этаж и длиной на 1-2 комнаты. В настоящее время применяются в основном в зданиях с поперечно-стеновой и перекр.

Балочные перекрытия Сборные балочные перекрытия применяют в гражданских зданиях малой и средней этажности со стенами из мелкоразмерных элементов или дерева. Деревянные, стальные или железобетонные балк.

Безбалочные перекрытия Безбалочные перекрытия могут быть сборными и монолитными. В гражданских зданиях применяют три типа сборных железобетонных плит-настилов. 1.

Основания Основанием называется массив грунта, расположенный под фундаментом и воспринимающий всю нагрузку от здания. Основание, состоящее из одного слоя грунта, называется.

Ленточные фундаменты Ленточные фундаменты выполняют в виде непрерывных лент под несущие или самонесущие стены, а также под рядами колонн. В поперечном сечении ленточные фундаменты состоят из прямоугольн.

Столбчатые фундаменты Столбчатые (отдельные) фундаменты устраивают под стойки каркаса, а также под стены бескаркасных зданий при прочных основаниях и незначительных нагрузках на них либо если слой грунта.

Свайные фундаменты Они нашли широкое применение. Особенно целесообразны при наличии слабых, неравномерно деформируемых оснований. Основные элементы – сваи и ростверк. Сваи.

Скатные чердачные крыши Применяют, главным образом, в зданиях малой и средней этажности со стенами из каменных материалов или дерева. Включают несущие элементы (стропила) и основание кровли (обрешетку). Ук.

Бесчердачные или совмещенные покрытия Такие покрытия, не имеющие чердачного пространства, допускается применять в зданиях не более 4-х этажей, так как они имеют существенные недостатки: — недолговечность.

Чердачные малоуклонные покрытия. Применяются в крупноэлементных многоэтажных зданиях. Могут быть с теплым и с холодным чердаком. Холодный чердак имеет неограниченную область применения. Ос.

Лестницы По назначению делятся на: — основные или главные (общего пользования); — вспомогательные (чердачные, подвальные, запасные, пожарные, аварийные); — входные.

Перегородки К перегородкам предъявляют следующие требования: — прочность; — устойчивость; — хорошая звукоизолирующая способность; — гвоздимость; — в.

Светопрозрачные вертикальные конструкции К ним относятся окна, балконные двери, витражи и витрины. Светопрозрачные ограждения должны обладать тепло- и звукоизолирующими свойствами, быть водо- и воздухонепроницаемы.

Конструкции гражданских зданий из объемных блоков Объемные блоки – это крупные объемно-пространственные элементы, каждый из которых заключает в себе какой-либо функциональный фрагмент здания: комнату, лестничную кл.

Планировочные схемы промышленных зданий Все виды планировок промышленных зданий можно разделить на 2 основных типа: сплошную и павильонную. Сплошная или блокированная застройка представляет с собой многопролетные корпуса значите.

Выбор этажности промышленного здания При выборе этажности производственного здания учитывают технологические и экономические требования, а также местные условия строительства (наличие площади под застройку, рельеф местности и т.п.

Особенности применения ЕМС в промышленном строительстве При большом разнообразии технологических процессов, протекающих в промышленных зданиях, во многих случаях при проектировании можно применять унифицированные объемно-планировочные и.

Привязка конструктивных элементов в промышленных зданиях Применение унифицированных решений предполагает соблюдение определенных правил привязки конструкций к модульным разбивочным осям. Также, как и в гражданских зданиях, привяз.

Схемы каркасов промышленных зданий Так как для промышленных зданий характерно наличие значительных статических и динамических нагрузок, их чаще всего проектируют каркасными. В этом случае происходит разделение функци.

Покрытия одноэтажных производственных зданий Покрытия промышленных зданий обычно проектируют бесчердачным. В состав покрытия входят несущие конструкции, несущее-ограждающие конструкции и кровля. По материалу конструкц.

Плоскостные несущие конструкции покрытий В промышленных зданиях наибольшее распространение получили плоскостные безраспорные конструкции (стропильные конструкции). В первую очередь к ним относятся балки и фермы, имеющие дл.

Пространственные несущие конструкции покрытий К пространственным конструкциям относятся своды, оболочки, купола, складки, перекрестно-стержневые системы, висячие конструкции и др. Своды отличаются от арок большей ширин.

Кровли и водоотвод с покрытий промышленных зданий В промышленных зданиях чаще всего используют рулонные кровельные материалы (толь, гидроизол, рубероид, стеклорубероид, пергамин и т. д.). Количество слоев кровельного материала зави.

Конструктивные решения колонн Железобетонные колонны применяют в зданиях с кранами средней грузоподъемности (до 50 т) при шаге колонн не более 18 м, при незначительных динамических нагрузках. Бескрановы.

Подкрановые конструкции Подкрановые конструкции под мостовые опорные краны состоят из подкрановых балок или ферм, тормозных конструкций, элементов крепления крановых рельсов и тормозных упоров. По.

Температурные швы. Связи в промышленном здании При изменении температуры в зданиях значительной протяжённости могут возникать значительные температурные деформации или, если есть элементы, препятствующие перемещениям, значительн.

Фундаменты под железобетонные колонны Фундаменты под железобетонные колонны каркаса проектируют столбчатые, стаканного типа. Глубина заложения фундамента зависит, главным образом, от конструктивных особенностей.

Фундаменты под стальные колонны В отличие от железобетонных колонн, стальные колонны не заводят в стакан фундамента. Фундаменты в зданиях с металлическим каркасом имеют сплошные подколонники, в котором при изготов.

Стены из мелкоразмерных элементов В производственных зданиях несущие стены встречаются редко, главным образом в зданиях старой постройки. Такие стены могут быть выполнены из кирпича, керамических камней и мелких бло.

Стены из бетонных и железобетонных панелей Широко применяются в зданиях с железобетонным каркасом. Длина панелей обычно соответствует шагу колонн и может быть 6 или 12 м. Панели из легкого бетона применяют в отапливаемых зда.

Вертикальный фахверк Так как размеры панелей часто бывают меньше расстояния между колоннами каркаса, для их крепления необходима установка дополнительных вертикальных элементов – стоек фахверка.

Конструкции многоэтажных промышленных зданий Конструктивное решение каркасов многоэтажных зданий зависит от уровня действующих нагрузок, назначения здания, технологических требований. Многоэтажные промышленные здания.

Фонари промышленных зданий Фонари – это конструкции, устраиваемые в покрытии здания для освещения или аэрации. По назначению различают фонари: — световые; — светоаэрационные; — аэрационные. По форме профиля.

Предельные состояния строительных конструкций С 1955 г. расчёты строительных конструкций выполняются по методу по методу предельных состояний. Предельными называют состояния, при которых конструкция, здание или.

Нагрузки и воздействия При расчёте строительных конструкций нагрузки и воздействия принимают по СНиП 2.01.07–85 «Нагрузки и воздействия»; М. 1986. В зависимости от продолжительности действия наг.

Коэффициенты условий работы и коэффициенты надёжности по назначению Наступление того или иного предельного состояния зависит не только от величины нагрузок и прочностных свойств материалов, но и от.

Сайт инженера-проектировщика

• > Главная

• > Расчеты

• > Несущие конструкции

• > Изоляционные материалы

• > Чертежи в формате dwg

• > Проекты повт. применения

• > Справочник материалов

• > Метизы

• > Здания и сооружения

• > RAL, текстуры, цвета

• > Программы для проектирования

вернуться на главную страницу

ГЛАВНОЕ МЕНЮ РАЗДЕЛА «НЕСУЩИЕ КОНСТРУКЦИИ»

Несущие строительные конструкции зданий и сооружений.

Несущими строительными конструкциями называют такие элементы или конструкции здания или сооружения, которые гарантированно воспринимают воздействующие на них нагрузки от других конструкций и внешних воздействий, а также собственной массы и далее распределяют силовые потоки на грунт или другие конструкции. Несущим конструкциям следует уделять первостепенное значение, т.к. их разрушение может привести к обрушению какой либо части или всего здания или сооружения. Несущие конструкции могут одновременно являться и ограждающими конструкциями, например, стены. Как правило, выбор конструкций уже определен ЗАДАНИЕМ НА ПРОЕКТИРОВАНИЕ, но частично такие решения приходится делать и проектировщику.

В разделе НЕСУЩИЕ КОНСТРУКЦИИ мы будем рассматривать:

1. ГРУНТЫ И ФУНДАМЕНТЫ

Фундаменты называют несущими конструкциями, которые передают нагрузку на грунт. Фундаменты всегда считались самой важной несущей конструкцией здания или сооружения, т.к. разрушение фундамента может стать причиной аварийного состояния всего здания или сооружения. В данном разделе мы рассмотрим различные виды фундаментов и поговорим о грунтах.

2. МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ КОНСТРУКЦИИ

Металлические конструкции стали особо популярны в современном строительстве. Быстрота изготовления и возведения металлических конструкций является их неоспоримым преимуществом. В данном разделе мы рассмотрим самые разные элементы металлического каркаса (фермы, балки, фахверк и т.п.).

3. ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ КОНСТРУКЦИИ

Железобетонные конструкции обычно используются при строительстве больших объектов капитального строительства (Высотные дома, плотины), а также при устройстве фундаментов подавляющего большинства зданий и сооружений. Железобетонные конструкции обладают большой долговечностью, массивностью и пожаростойкостью. В этом разделе мы рассмотрим элементы сборного железобетонного каркаса.

4. КАМЕННЫЕ КОНСТРУКЦИИ

Каменные конструкции сочетают в себе экологичность, огнестойкость, надежность и долговечность. Выполняют каменные конструкции из кирпичей, блоков, природных камней и других материалов. Здесь мы будем рассматривать специфику каменных и кирпичных стен.

5. ДЕРЕВЯННЫЕ КОНСТРУКЦИИ

Деревянные конструкции являются самым экологически чистым материалом. Несмотря на существенные недостатки деревянных конструкций, такие как горючесть, подверженность гниению и т.п., современнее способы обработки дерева и современные антисептические, противопожарные и другие покрытия позволяют в значительной степени исключить недостатки деревянных конструкций.

Как правило, выбор конструкций уже определен ЗАДАНИЕМ НА ПРОЕКТИРОВАНИЕ, но частично такие решения приходится делать и проектировщику.

Сравнение типов строительных несущих конструкций.

Приведем сравнительную таблицу строительных конструкций (См. ниже) .

Несущие стальные легкие конструкции

Основу для применения в строительстве лёгких конструкций создало осуществление ряда мероприятий по развитию производства эффективных видов конструкционных и других строительных материалов:

— тонколистового проката, стального профилированного листа, гнутых и фасованных профилей из высококачественных и легированных сталей, асбестоцементных крупноразмерных волнистых и плоских листов;

— эффективных профилей и различных изделий для внутренней и внешней отделки зданий из алюминиевых сплавов;

— теплоизоляционных материалов с объёмной массой менее 300 кг/м 3 из пенопластов, минеральной ваты и др. легких бетонов на искусственных и естественных заполнителях.

В основу разработанных типовых проектных решений зданий с легкими металлическими конструкциями положены габаритные схемы одноэтажных производственных зданий. Несущие стальные легкие конструкции покрытий разработаны в виде плоскостных и пространственных конструкций.

Плоскостные конструкции покрытий многообразны и применяются как сплошные, так и решетчатые, рамные и балочные, плоские и скатные.

Наиболее экономичными являются фермы из труб круглого сечения, пролетом 18 и 24 м. Пространственные конструкции разработаны для зданий с покрытием из «структурных» конструкций из труб и уголков прокатных профилей.

Параметры зданий с лёгкими металлическими конструкциями представлены в табл. 9.

Со стропильными фермами из труб круглого сечения

50, 70 100, 150

Со структурными конструкциями из труб (типа «Берлин»)

—

50, 70 50, 70

Со структурными конструкциями из прокатных профилей (уголки, двутавры, швеллеры)

50,70 100,150

С пространственными решетчатыми конструкциями из труб типа «Модуль», «Кисловодск»

(30000)* (36000)*

— — — —

В скобках приведён размер блока покрытия.

Здания с покрытием из структурных стальных конструкций типа »Модуль»

Здания с покрытием из структурных стальных конструкций типа «Модуль» широко используются при строительстве винодельческих заводов, консервных заводов.

Габаритные размеры модуля:

24×24 м, 30×30 м и 36×36 м с сеткой колонн соответственно:

12×12 м, 18×18 м и 24×24 м. Высота от уровня чистого пола здания до низа

структурной плиты 4,8 м; 6,0 м; 7,2 м; 8,4 м.

Квадратные размеры модуля в плане позволяют компоновать из нескольких модулей здания различных размеров и конфигураций в плане.

Рис 1 . Компоновка здания из отдельных модулей

Несущим каркасом здания с покрытием из структурных конструкций являются колонна и структурная плита. Колонны расположены в четырёх углах структурной плиты на расстоянии 6 м от контура плиты, что создаёт разгружающие консоли по периметру плиты.

Структурная плита принята двухпоясной с ортогональной сеткой узлов. Размер ячейки2×2 м, высота плиты 1,41 м. Конструктивные элементы структурной плиты стержневые и узловые элементы стержневые элементы запроектированы из круглых горячекатаных труб (ГОСТ 8732-70 четырёх типов: Ø 57×3,5; Ø 70×4; Ø 83×5 и Ø 95×8 ) .Узловые элементы 2-х типов: сфера и полусфера — из стали. Соединение стержневых элементов в узле производится на высокопрочных болтах М22 через вкладыши.

Колонны запроектированы стальными из круглых труб или из 2-х швеллеров и сборными железобетонными.

Структурная плита опирается на колонны через пирамидальные капители, образованные из стержневых элементов.

Фундаменты монолитные, железобетонные с анкерными болтами для металлических колонн и стаканного типа под сборные железобетонные колонны.

Здания с покрытием из пространственных решетчатых конструкций из труб типа «Кисловодск»

Предназначены для различных климатических условий строительства. Габаритные размеры блока а плане 30×30 м, 36×36 м с сеткой колонн соответственно: 18×18 и 24×24 м.

Высота до низа плиты покрытия 4,8; 6,0; 7,2;. 8,4 м.

Решетчатая стержневая пространственная плита имеет ортогональную сетку поясов с ячейками 3×3м и высоту по осям поясов 2, 12 м. Узлы верхнего и нижнего поясов соединены раскосами. Узловой элемент представляет собой стальной многогранник с резьбовыми отверстиями.

Стержни, в зависимости от усилий выполняются из труб. Колонны представляют собой жесткозаделанные в монолитный железобетонный фундамент стойки из стальных труб 325, 426 и 530 мл или железобетонных центрифугированных труб.

Несущие конструкции легких зданий

Соблюдение Вашей конфиденциальности важно для нас. По этой причине, мы разработали Политику Конфиденциальности, которая описывает, как мы используем и храним Вашу информацию. Пожалуйста, ознакомьтесь с нашими правилами соблюдения конфиденциальности и сообщите нам, если у вас возникнут какие-либо вопросы.

Сбор и использование персональной информации

Под персональной информацией понимаются данные, которые могут быть использованы для идентификации определенного лица либо связи с ним.

От вас может быть запрошено предоставление вашей персональной информации в любой момент, когда вы связываетесь с нами.

Ниже приведены некоторые примеры типов персональной информации, которую мы можем собирать, и как мы можем использовать такую информацию.

Какую персональную информацию мы собираем:

• Когда вы оставляете заявку на сайте, мы можем собирать различную информацию, включая ваши имя, номер телефона, адрес электронной почты и т.д.

Как мы используем вашу персональную информацию:

• Собираемая нами персональная информация позволяет нам связываться с вами и сообщать об уникальных предложениях, акциях и других мероприятиях и ближайших событиях.
• Время от времени, мы можем использовать вашу персональную информацию для отправки важных уведомлений и сообщений.
• Мы также можем использовать персональную информацию для внутренних целей, таких как проведения аудита, анализа данных и различных исследований в целях улучшения услуг предоставляемых нами и предоставления Вам рекомендаций относительно наших услуг.
• Если вы принимаете участие в розыгрыше призов, конкурсе или сходном стимулирующем мероприятии, мы можем использовать предоставляемую вами информацию для управления такими программами.

Раскрытие информации третьим лицам

Мы не раскрываем полученную от Вас информацию третьим лицам.

• В случае если необходимо — в соответствии с законом, судебным порядком, в судебном разбирательстве, и/или на основании публичных запросов или запросов от государственных органов на территории РФ — раскрыть вашу персональную информацию. Мы также можем раскрывать информацию о вас если мы определим, что такое раскрытие необходимо или уместно в целях безопасности, поддержания правопорядка, или иных общественно важных случаях.
• В случае реорганизации, слияния или продажи мы можем передать собираемую нами персональную информацию соответствующему третьему лицу – правопреемнику.

Защита персональной информации

Мы предпринимаем меры предосторожности — включая административные, технические и физические — для защиты вашей персональной информации от утраты, кражи, и недобросовестного использования, а также от несанкционированного доступа, раскрытия, изменения и уничтожения.

Соблюдение вашей конфиденциальности на уровне компании

Для того чтобы убедиться, что ваша персональная информация находится в безопасности, мы доводим нормы соблюдения конфиденциальности и безопасности до наших сотрудников, и строго следим за исполнением мер соблюдения конфиденциальности.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЯХ

НЕСУЩИЕ КОНСТРУКЦИИ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ

ПОНЯТИЕ О НЕСУЩИХ КОНСТРУКЦИЯХ

Продуктом любого строительства являются здания и сооружения.

Здание — это наземный строительный объект, предназначенный для проживания и деятельности людей, размещения производства, хранения продукции.

Сооружение — это наземный или подземный строительный объект, предназначенный для выполнения технических или эстетических функций. В зависимости от этого различают инженерные сооружения (мосты, трубы, тоннели, резервуары и т.д.) и архитектурные сооружения — обелиски, памятники, и т.д.).

Здания и сооружения состоят из различных элементов и конструкций: фундаментов, стен, колонн, перекрытий и покрытий, лестниц, окон, дверей и т.д. По функциональному назначению элементы здания можно разделить на две основные группы: несущие и ограждающие. Некоторые элементы сочетают эти две функции (например, перекрытия, внешние стены и др.).

Ограждающие конструкции — это элементы здания, защищающие внутренние помещения от негативного воздействия внешней среды и отделяющие одно помещение от другого. К ограждающим конструкциям относятся стены, перегородки, перекрытия, покрытия и фонари, заполнение оконных и дверных проемов и т. д.

Несущие — это конструкции, которые воспринимают силовые и несиловые воздействия (температурные, сейсмические, от неравномерных осадок основания и др.) и, взаимодействуя друг с другом, передают их через фундамент на грунт. К несущим конструкциям относятся фундаменты, колонны, несущие стены, плиты перекрытия, ригели, прогоны, связи каркаса, размещаемые в строго определенном порядке.

В зависимости от геометрических форм различают следующие виды несущих строительных конструкций:

линейные, или стержневые, — колонны, балки, балочные плиты и настилы, фермы, рамы, арки;

плоскостные — плиты, опертые по контуру, наружные и внутренние стены зданий, безбалочные перекрытия и др.; пространственные — тонкостенные купола, оболочки покрытий одиночной и двойной кривизны, висячие конструкции, стенки резервуаров и силосов, складки, шатры и т. п.

Несущие конструкции являются основой зданий и сооружений. Они воспринимают действующие вертикальные и горизонтальные нагрузки и обеспечивают безопасность эксплуатации объекта и людей. Кроме того, инженерное оборудование зданий (лифты, грузоподъемные краны, водоснабжение и водоотведение, электрические сети и др.) смонтированы на несущих конструкциях и не могут нормально функционировать, если несущие конструкции не отвечают предъявляемым к ним требованиям.

Комплекс несущих конструкций, соединенных между собой, образует пространственную несущую (конструктивную) систему здания и сооружения (рис. 1.16), которая обеспечивает прочность, устойчивость и геометрическую неизменяемость объекта на весь срок эксплуатации.

В зависимости от применяемых конструкционных материалов различают: металлические конструкции (стальные и алюминиевые); бетонные и железобетонные конструкции; каменные и армокаменные; конструкции из дерева и пластмасс.

Металлические конструкции. Металл — наиболее дорогой и ценный конструкционный материал, в котором на сегодня исполнены основные ценности человечества — машины, станки, механизмы, каркасы зданий и сооружений. В строительстве для несущих систем используется строительная сталь. Это наиболее прочный, но и дорогой материал. Стальные конструкции (рис. 1.1) при низкой собственной массе обладают высокой несущей способностью. Однако для металлических конструкций характерна низкая сопротивляемость высокотемпературным воздействиям при пожаре. Огнестойкость незащищенных металлических конструкций невелика: при пожаре они теряют несущую способность уже через 12—15 мин. Для повышения огнестойкости предусматривают огнезащиту конструкций, действие которой основано на замедлении прогрева металла. Кроме того, во влажной среде сталь подвергается коррозии, поэтому требуется защита от атмосферного и химического воздействия.

Рис. 1.1. Внешний вид здания (а) и его несущий металлический каркас (6)

Бетон и железобетон — это искусственные конструкционные материалы, обладают высокой прочностью и долговечностью. Исходные материалы (вода, песок, гравий) для их изготовления достаточно распространены в природе. Конструкции из железобетона (рис. 1.2) при высокой несущей способности без дополнительных мер защиты обладают стойкостью к коррозионным воздействиям и достаточной огнестойкостью. Основным недостатком железобетона является его большой собственный вес, который зачастую оказывается сопоставим с той нагрузкой, для восприятия которой предназначена конструкция. Тем не менее, конструкции из железобетона занимают доминирующее положение в строительстве и будут оставаться таковыми и в дальнейшем.

Каменные конструкции самые древние в мире. Это пирамиды и самая большая из них — пирамида Хеопса, сооруженная более 30 веков до н. э. Ее высота 147 м и сторона грани основания 229,5 м. Ее строили более 100 тысяч человек в течение 20 лет. Каменные элементы здания, армированные стальной арматурой, называются армокаменны- ми. Конструктивные системы из камня, кирпича являются наиболее тяжелыми и трудоемкими в изготовлении.

Деревянные конструкции изготавливаются из наиболее экологически чистого материала — дерева, восполняемого в природе, легко обрабатываемого. Наиболее прочными и менее дорогими являются конструкции из клееной древесины (рис. 1.3).

Преимущества и недостатки конструкций из конструкционных материалов в сравнении между ними представлены в табл. 1.1.

Рис. 1.2. Несущие и ограждающие конструкции из железобетона

Рис. 1.3. Несущие конструкции покрытия из клееной древесины

Несущие конструкции промышленных зданий

При строительстве одноэтажных и многоэтажных промышленных зданий в качестве несущей принимается, как правило, каркасная система. Каркас позволяет наилучшим образом организовать рациональную планировку производственного здания (получить большепролетные пространства, свободные от опор) и наиболее приемлем для восприятия значительных динамических и статических нагрузок, которым подвержено промышленное здание в процессе эксплуатации.

В одноэтажном здании несущий остов представляет собой поперечные рамы, соединенные продольными элементами. Продольные элементы воспринимают горизонтальные нагрузки (от ветра, от торможения кранов) и обеспечивают устойчивость остова (каркаса) в продольном направлении.

Несущая поперечная рама каркаса составлена из вертикальных элементов — стоек, жестко закрепленных в фундаменте и горизонтального элемента — ригеля (балки, фермы), опертого на стойки. К продольным элементам остова относятся: подкрановые, обвязочные и фундаментные балки, несущие конструкции покрытия(в т.ч. подстропильные) и специальные связи (рис. 25.1).

Многоэтажные здания сооружают в основном с использованием сборного железобетонного каркаса, главными элементами которого являются колонны, ригели, плиты перекрытия и связи (рис. 25.2). Сборные междуэтажные перекрытия выполняют балочными или безбалочными. Сборные балочные перекрытия нашли применение для 2-5 этажных зданий с нагрузкой на перекрытие от 10 до 30 кПа.

Перекрытия обеспечивают пространственную работу каркаса в качестве горизонтальных диафрагм жесткости. Они воспринимают горизонтальное силовое воздействие от ветра и распределяют его между элементами каркаса. Вертикальными связями служат железобетонные продольные и поперечные внутренние стены, лестнично-лифтовые клетки и коммуникационные шахты, а также стальные крестообразные элементы, устанавливаемые между колоннами.

Наружные стены одно- и многоэтажных зданий выполняются навесными или самонесущими.

При рассмотрении соотношения относительной стоимости (в % от общей стоимости строительно-монтажных работ) основных элементов промзданий несущие конструкции каркаса составляют для одноэтажных зданий 28% и для многоэтажных 17%, соответственно, стены и покрытия — 28% и 24 % (перекрытия 30%), кровля — 11% и 4%.

Конструктивная схема покрытия может выполняться в двух вариантах: с использованием прогонов (дополнительных элементов) и без прогонов. В первом варианте вдоль здания, по балкам (фермам) укладывают прогоны (в основном, таврового сечения длиной б м), на которые опирают плиты сравнительно небольшой длины.

Во втором, более экономичном, беспрогонном варианте применяют крупноразмерные плиты длиной, равной шагу балок (ферм). В строительстве используют два типа конструкций плит длиной, равной пролету: плиты П-образного сечения с плоскими скатами, плиты типа 2Т и сводчатая, типа КЖС (рис. 25.3, 25.4). Применение таких элементов позволяет отказаться от балок в покрытии.

Каркасы одноэтажных промышленных зданий выполняют, в основном, из железобетона (преимущественно, сборного), реже — из стали. В отдельных случаях используют монолитный железобетон, алюминий, древесину. Каждый из этих материалов обладает своими достоинствами и недостатками, поэтому, выбор материала осуществляется на основе всесторонней оценки его соответствия комплексу требований к возводимому зданию, с учетом его последующей эксплуатации.

Конструкции из железобетона обладают долговечностью, несгораемостью и малой деформативностью; их применение позволяет экономить сталь, не требует больших эксплуатационных затрат.

К недостаткам относятся: большая масса, трудоемкость выполнения стыковых соединений. Представляет сложность и требует дополнительных затрат выполнение монолитных железобетонных конструкций в зимних условиях.

Снижению массы и повышению несущей способности железобетонных конструкций способствует использование высокопрочного бетона и предварительно напряженной высокопрочной арматуры. Это позволило получить эффективные тонкостенные конструкции, существенно расширить область применения железобетона (рис. 25.5, 25.6, 25.7).

Все большее применение в строительстве промышленных зданий находят легкие несущие и ограждающие конструкции. Легкими называют конструкции, суммарная масса которых, приходящаяся на 1 м 2 ограждающей поверхности здания, составляет не более 100-150 кг. К ним относятся конструкции из стали и алюминиевых сплавов, из клееной древесины.

Использование легких конструкций ведет к существенному (на 10 — 15%) снижению массы производственных объектов и их стоимости, повышается эффективность строительства; стимулируется поиск новых конструктивных решений несущих и ограждающих элементов, разработка и внедрение новых эффективных теплоизоляционных материалов. Расширяется прогрессивный метод строительства зданий (секций) из комплектно поставляемых унифицированных строительных конструкций заводского изготовления — стальных пространственных, решетчатых (перекрестных), рамных и пр. Наряду с этим увеличивается количество зданий из смешанных конструкций (колонны — из железобетона, фермы, балки — металлические, из клееной древесины и т.п.).

Стальные конструкции (рис. 25.8) по своим свойствам более предпочтительны перед железобетонными. Они обладают меньшей массой и большей несущей способностью, высокой индустриальностью изготовления и сравнительно малой трудоемкостью монтажа, меньших затрат требует их усиление. Недостатками являются: подверженность коррозии и потеря несущей способности при пожаре под действием высоких температур, хрупкость при низких температурах.

Сравнительные характеристики железобетонного и стального каркасов приведены в табл. 25.1.

Конструкции из алюминиевых сплавов обладают легкостью и высокой несущей способностью, а также стойкостью против коррозии. Алюминий так же пластичен, как и сталь, менее хрупок при низких температурах, при ударных воздействиях не образуется искр. К недостаткам алюминиевых конструкций относят высокий коэффициент температурного расширения, малую огнестойкость (уже при +300 °С полностью теряет прочность), относительную трудоемкость соединения элементов, высокую стоимость. Экономически выгодно применять алюминиевые сплавы в качестве ограждающих конструкций, а как несущие — в большепролетных конструкциях(для существенного уменьшения их собственного веса).

Деревянные конструкции, напротив, обладают низким коэффициентом температурного расширения. Они значительно дешевле железобетонных и стальных. Главное их достоинство — высокая стойкость в химически агрессивных средах, что позволяет их применять в производственных зданиях химических предприятий. Вместе с тем, деревянные конструкции подвержены возгоранию, гниению, значительным деформациям под действием нагрузок вследствие разбухания и усушки. Наиболее прогрессивны клееные деревянные конструкции, в которых тонкие доски склеиваются синтетическими клеями и пропитываются минеральными солями, что делает их достаточно огнестойкими и неувлажняемыми. Наибольшее применение для промышленных зданий нашли деревянные балки, перекрывающие пролеты 6-12 м и сегментные фермы на пролеты 12-24 м. Применяются также клееные деревянные арки и рамы, которыми можно перекрыть пролеты до 48 м.

Конструкции из пластмасс отличаются легкостью, стойкостью к коррозии, инду-стриальностью. Применяются в составе ограждающих конструкций.

Каркасы одноэтажных промышленных зданий массового строительства выполняются в основном из железобетона. Стальные конструкции применяют в особых случаях, а именно:

А) колонны: высотой более 18 м; в зданиях с мостовыми кранами грузоподъемностью 50 т и более, независимо от высоты колонн; при тяжелом режиме работы кранов; при двухъярусном расположении мостовых кранов; при шаге колонн более 12 м; могут применяться в качестве стоек фахверка; в качестве несущих и ограждающих конструкций комплектной поставки; для зданий, возводимых в труднодоступных районах при отсутствии базы производства железобетонных конструкций.

Б) стропильные и подстропильные конструкции: в отапливаемых зданиях с пролетами 30 м и более; в неотапливаемых зданиях с легкой кровлей и подвесными кранами грузоподъемностью до 3,2 т с пролетами 12 м и 18 м; в зданиях с пролетами 24 м и более.

Использование в железобетонном каркасе одноэтажного здания линейных элементов. независимых по своему назначению (колонн от ферм, плит покрытия и т.д.) создает определенные преимущества как в изготовлении элементов на заводах ЖБИ, так и при монтаже на стройплощадке. Это также позволяет проводить их унификацию и типизацию.

Колонны каркаса опирают на отдельные фундаменты, в основном, стаканного типа. В некоторых случаях, — при слабых, просадочных грунтах, — устраивают фундаменты ленточные под ряды колонн или в виде сплошной плиты под все здание.

По способу возведения и конструкции фундаменты разделяют на сборные и монолитные. Сборные фундаменты устраивают из одного блока, состоящего из подколон-ника со стаканом или из блока(подколонника) и плиты. Блоки выполняют высотой 1,5; 1,8-4,2 м с градацией через 0,3 м, подколонники имеют размеры в плане 0,9×0,9. 1,2×2,7 м с градацией через 0,3 м. Размеры стакана соотнесены с размерами поперечного сечения и глубиной заделки колонн. При этом, размеры стакана в плане поверху на 150 мм и понизу на 100 мм превышают размеры сечения колонн, а его глубина составляет 800, 900, 950 и 1250 мм. При установке колонн зазор заполняется бетоном, что обеспечивает жесткое соединение фундамента с колонной.

Элементы сборного фундамента укладываются на растворе и скрепляются друг с другом сваркой стальных закладных деталей.

В случаях, когда масса сборных элементов фундамента превышает грузоподъемность транспортных и монтажных средств, он сооружается из нескольких блоков и плит. При устройстве температурных швов на один фундаментный блок могут опираться от двух до четырех колонн. Одноблочные фундаменты заводского изготовления имеют массу до 12 т. Тяжелые фундаменты массой до 22 т обычно изготавливают монолитными непосредственно на стройплощадке.

Подошва блока фундамента имеет в плане квадратную или прямоугольную форму размерами от 1,5х1,5 м до 6,6×7,2 м с градацией 0,3 м. Площадь подошвы фундамента определяется расчетом и зависит от величины передаваемой нагрузки и несущей способности грунта основания.

Сборные фундаменты требуют большого расхода бетона и стали. В целях снижения этих расходов применяют сборные облегченные ребристые и пустотелые фундаменты. Широко применяются свайные фундаменты с монолитным или сборным ростверком, который используется и как подколонник.

Самонесущие стены промышленного здания опираются на фундаментные балки, которые устанавливают между подколонниками на специальные бетонные столбики сечением 300 х 600 мм. Фундаментные балки имеют высоту 450 мм для шага колонн 6м и 600 мм для шага 12 м. Поперечное сечение фундаментных балок бывает тавровым, прямоугольным и трапециевидным. Наибольшее распространение получили балки таврового сечения как более экономичные по расходу бетона и стали. Ширина балки поверху принимается 260, 300, 400 и 520 мм, исходя из толщины панелей наружных стен. Чтобы исключить возможную деформацию фундаментной балки под действием пучинистых грунтов балку на всю длину с боков и снизу засыпают шлаком. Эта мера также предохраняет пол от промерзания вдоль наружных стен.

Для одноэтажных зданий используют унифицированные колонны сплошного прямоугольного сечения высотой от 3,0 до 14,4 м бесконсольные (для зданий без мостовых кранов и с подвесными кранами), высотой от 8,4 до 14,4 м с консолями (для зданий с мостовыми кранами) а также двухветвевые высотой 15,6-18,0 м для зданий с опорными, подвесными кранами и бескрановых.

Подкрановые балки устанавливают в зданиях (пролетах) с опорными кранами для крепления к ним крановых рельсов. Они жестко крепятся (болтами и сваркой закладных деталей) к колоннам и обеспечивают пространственную жесткость здания в продольном направлении. Подкрановые балки выполняются из металла и железобетона. Последние имеют ограниченное применение, — при шаге колонн 6 и 12 м и грузоподъемности мостовых кранов до 30 т.

Каркас многоэтажного здания должен обладать долговечностью, прочностью, устойчивостью, огнестойкостью. Этим требованиям отвечает железобетон, из которого и выполняют каркасы большинства промышленных многоэтажных зданий. Стальной каркас применяется при больших нагрузках, при динамических воздействиях от работы оборудования, при строительстве в труднодоступных районах; каркас требует защиты от воздействия огня жаропрочной футеровкой, обкладкой кирпичом.

Для производственных зданий с небольшой нагрузкой на перекрытия (до 145 кН/м) и вспомогательных зданий(бытовых, административных, лабораторных, конструкторских бюро и т.п.) используется связевой каркас межвидового назначения. Каркас имеет сетку колонн 6×6, (6+3+6)х6 и (9+3+9)х6 м; высоты этажей от 3,6 до 7,2 м. Разработаны единые унифицированные элементы — колонны, плиты междуэтажных перекрытий, лестницы, стеновые панели.

Колонны многоэтажных зданий по типу разделяют на крайние и средние, высотой в два этажа. Для зданий с нерегулярными, разными по высоте этажами разработана дополнительная номенклатура колонн — на один этаж, которые можно применить начиная с третьего этажа. При этом стыки колонн размещают на 600 — 1000 мм выше уровня перекрытия, что делает более удобным их выполнение. Сечение колонн 400×400 мм и 400×600 мм, плиты перекрытий плоские с пустотами высотой 220 мм и ребристые высотой 400 мм, шириной 1,0; 1,5 и 3,0 м (основные) и 750 мм (доборные). Ригели — прямоугольного и таврового сечения с полками понизу, соответственно, высотой 800 мм и 450 и 600 мм.

Балки железобетонные стропильные принимают: таврового сечения для пролета 6 м, двутаврового сечения для пролетов 9, 12, 18 и 24 м, а также подстропильные балки пролетом 12 м. Фермы используют для пролетов 24 м. Плиты покрытий ребристые плоские имеют размеры Зх6 м и Зх12 м.

Безбалочный каркас состоит из колонн высотой на один этаж сечением 400×400 и 500×500 мм с квадратными капителями с размерами 2,7×2,7 м; 1,95х2,7 м и высотой 600 мм, а также пролетных надколонных плит с размерами 3,1×3,54×0,18 м; 2,15×3,54×0,18 м и 3,08×3,08×0,15 м. Капители опираются на четырехсторонние консоли колонн и крепятся к ним сварными соединениями. Пролетные плиты укладывают на капители или консоли колонн и также крепят сваркой стальных элементов с последующим замоноличиванием швов бетоном. Используются квадратная сетка колонн 6×6м и высоты этажей 4,8 м и 6,0 м (рис. 25.9).