Каркас одноэтажных промышленных зданий и его конструктивные элементы
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.
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.
Фундаменты. Под колонны каркаса зданий устраивают фундаменты из
железобетона в сборном или монолитном исполнении. Проектируют их,
как правило, ступенчатой формы (см. схему ниже).
Фундаменты под колонны
Колонны. Для восприятия вертикальных и горизонтальных нагрузок в промышленных зданиях предусматривают отдельные опоры - колонны. В современном индустриальном строительстве применяют преимущественно сборные железобетонные колонны заводского изготовления прямоугольного или квадратного сечения. Размеры сборных железобетонных колонны унифицированы по сечению, форме и длине и соответствуют установленным унифицированным высотам производственных зданий. Сборные железобетонные колонны применяют для зданий с мостовыми кранами и без них. Для бескрановых зданий высотой до 10800 мм применяют колонны прямоугольного сечения (см. схему ниже) размером 400х400 и 500х500 мм для крайних колонн, 400х600 и 500х600 мм - для средних.
Железобетонные колонны для промышленных зданий
Для каркасов зданий, оборудованных мостовыми кранами, применяют колонны прямоугольного и двухветвевого сечений. Они состоят из двух частей: надкрановой и подкрановой. Надкрановая часть - надколонник - служит для опирания несущей конструкции покрытия. Подкрановая часть передает нагрузку на фундамент от надколонника, а также от подкрановых балок, которые опираются на выступы консоли колонны. Крайние колонны крановых пролетов имеют односторонний выступ - консоль, средние - двусторонние консоли.
Колонны изготавливают из бетона классов В20, ВЗ0 и В40, армируют их сборными каркасами из горячекатаной стали периодического профиля класса А-III. Для крепления связей стеновых панелей, подкрановых балок, стропильных и подстропильных конструкций в колоннах предусматривают закладные металлические детали, представляющие собой металлические пластины с приваренными к ним анкерными стержнями. Для распалубки, погрузки и разгрузки в колоннах предусматривают подъемные монтажные петли из стали гладкого профиля.
Фундаментные балки. Они служат для передачи нагрузки от наружных и внутренних стен здания на фундаменты колонн. Фундаментные балки для наружных стен выносят за грани колонн, а для внутренних стен располагают между колоннами по линии их осей. Балки имеют тавровое (см. схему ниже) или трапецеидальное поперечное сечение. Длина основных балок при шаге колонн 6000 мм - 4950 мм, при шаге 12000 мм - 10700 мм.
Фундаментные балки
Ширина верхней полки фундаментных балок для кирпичных и блочных стен равна 300, 400 и 520 мм, а для панельных стен - 200, 240, 300 и 400 мм. Высота балок 400 и 600 мм. Фундаментные балки изготовляют из бетона классов В20 ... В40, армируют стержнями периодического профиля из стали класса А-II. Укладывают их непосредственно на ступени фундаментов или на бетонные столбики.
Зазоры между торцами балок и фундаментов заполняют бетоном. По верхней поверхности балок устраивают гидроизоляцию. Пучинистые грунты из-под балок убирают и делают песчаную или шлаковую подсыпку.
Обвязочные балки. Они служат для опирания на них кирпичных или мелкоблочных стен в местах перепада высот, а также при устройстве ленточного остекления для опирания части стены, расположенной над остеклением. Балки изготовляют прямоугольного сечения или прямоугольного сечения с четвертью (см. схему ниже):
Обвязочная балка
Подкрановые балки. Они предназначены для опирания рельсовых путей, по которым передвигаются мостовые краны. Их изготавливают из железобетона и реже из стали. По конструктивному решению подкрановые балки бывают нескольких типов (см. схему ниже): таврового сечения с обычным армированием, таврово-трапецеидального сечения напряженно-армированные.
Сборные железобетонные подкрановые балки
Подкрановые балки таврового сечения с обычным армированием предназначаются под краны грузоподъемностью не свыше 5 т, балки таврово-трапецеидального сечения - для кранов грузоподъемностью 6,0 ... 30,0 т, двутаврового сечения - для кранов 30 ... 50 т. Длина балок 6000 и 12000 мм, высота 1000 ... 1400 мм. Подкрановые балки изготовляют из бетона классов В3 ... В50, армируют их высокопрочной прядевой или стержневой арматурой класса А-III. В балках предусмотрены закладные детали для крепления их к колоннам, а также крепления к ним рельсов и токопроводящих шин.
Связи. Для обеспечения пространственной жесткости в зданиях между колоннами устраивают связи. По устройству они разделяются на крестовые и портальные. Связи изготавливают из стальных прокатных профилей. Для их крепления в колоннах предусматривают дополнительные закладные детали. Связи располагают в продольных рядах колонн у середины каждого температурного блока. Кроме вертикальных связей между колоннами устанавливают еще горизонтальные и вертикальные связи между фермами (балками) покрытий.
