Несущий каркас

Простр анственная жесткость и устойчивость каркасных зданий, со- стоящих из поперечных рам, обеспечивается защемлением колонн в фун- даментах здания, скреплением р ам между собой в продольном направле- нии обвязочными и подкрановыми б алками, плитами покрытий, а также постановкой связей жесткости по р ядам коло нн и между несущими конст- рукциям и покрытий.

Железобетонные колонны одноэтажных зданий могу т быть бескон- сольные, применяемые в зданиях без мостовых кранов, и с консолями дл я опирания подкрановых балок. В номенклатуре конструкций предусмотрены колонны прямоугольного и двухветвевого сечений; первые применяют в зданиях высотой до 9,6 м, вторые — в зданиях большей высоты (рис. 2.20, а, б). По сравнению с прямоугольным и двухветвевые колонны обладают повышенной жесткостью, но бол ее трудоемки в изготовлении. Можно применять также колонны двутаврового сечения, на изготовление которых по сравнению с прямоугольными колоннам и расходуется бетона меньше на 25—30%.

В железобетонных колоннах имеются стальные закладные элементы для крепления стропильных конструкций, стеновых панелей (только в ко- лоннах крайних рядов), подкрановых балок и вертикальных связей (в связевых колоннах). В местах опирания стропильных конструкций и подкрановых балок через стальные листы про пущены анкер ные бол ты

(рис. 2.20, в).

Длину колонн подбирают в зависимости от высоты цеха и глубины заделки в стакан фундамента. Глубину заделки для прямоугольных колонн в зданиях без мостовых кранов принимают 750 мм (отметка низа колонны–

0,9 м), в зданиях с мостовыми кранами — 850 мм, для двухветвевых колонн с отметкой верха 10,8 м — 900 мм и с отметкой верха более 10,8 м —

1200 мм.

В зданиях с подстропильными конструкциям и длина колонн уменьшается на 700 мм. На нижней части ствола колонн имеются горизонтальные бороздки, обеспечивающие лучшую связь колонн с бетоном стыка, марка которого должна быть не ниже 200. В нижней распорке двухветвевых колонн предусмотрены отверстия для прохода бетона в стакан.

Рис. 3.1. Типы железобетонных колонн:

а — для зданий без мостовы х кр анов; б — то же, с мостовыми кр анами; в — закл адные элементы колонны; 1 — оголовок из листа 8Х300Х400 и два болт а М 20X130; 2 — у пор подкр ановой балки — 8X200X400; 3 — опор а подкр ановой балки — 8X400X550

и четыр е болта М 20Х150; 4 — элемент ы из у голков 63X5X200 для кр епления стеновых

панел ей

Помимо основных колонн в зданиях предусматривают фахверковые колонны, устанавливаемые в торцах здания и между основными колонна- ми крайних продольных р ядов при шаге 12 м и длине стеновых панелей

6 м (рис. 3.1, а, б). Предназначены они для восприятия ветровых усилий и

веса стенового заполнения.

Фахверковые колонны жестко заделывают в фундаментах и шарнир- но крепят к элементам покр ытия. Шар нир ное крепление должно обеспеч и- вать передачу ветровых нагрузок на каркас здания и устранять вертикаль- ные воздействия покр ытия на колонны фахверка.

Рис. 3.2. Фахверко вые колонны:

а —схема тор цового фахвер ка; б — то же, пр одольного; в — стальная надст авка фахвер ковой колонны; г — кр епление тор цовой колонны к фер ме покр ытия;

д – кр епление пр одольной колонны к плите покр ытия

В по перечном направлении устойчивость здания с железобетонным каркасом обеспечивается жесткостью колонн, защемленных в фундамен- тах жестким диском, образованным из плит, закладных элементов и свар- ных швов, соединяющих пл иты со стропильными конструкциями.

Горизонтальные силы, действующие на диск в поперечном направ- лении, перед аются на стропильные конструк ции и поперечные ряды ко- лонн. В продольном направлении устойчивость здания обеспечивается, на- ряду с э тим и меро приятиями, системой связей между колоннам и и в по- крытии.

Количество связей о пределяется велич ино й ветровых и тормозных

усилий, конструкцией покр ытия (с подстро пильным и конструкциями ил и без них), шагом колонн, типом кровли (плоская или скатная).

Фун дамен тн ые железобетонн ые балки каркаса устанавливают по д наружные стены (рис. 3.3). Их делают прямоугольного, трапецеидального или таврового сечения. Ширина балки поверху соответствует толщине ус- танавливаемо й на них с тены. Фундаментные балк и часто выносят за грани колонн и устанавливают на обрезы фундамента. Если необходимо обеспе- чить расположение фундаментных балок на определенном уровне, их ук-

ладывают не на обр езы фундамента, а на столбик и, устанавливаем ые на эти обрезы. Верхнюю грань фу ндаментно й балк и устанавливают на 50 мм ниже уровня пола помещения, колонны заглубляются ниже о тметки ч исто- го пола на 900 мм. Фундаментну ю балку с боков и снизу засыпают шла- ком, чтобы исключить промерзание пола вдоль с тенк и. Поверх б алки ук- ладывают г идроизоляцию из двух слоев рулонных материалов на мас тике. С наружной сторо ны вдоль фундаментных балок устраивают о тмостку.

Рис. 3.3. Конструкция каркасной стены здания с железобетонным каркасом:

1 — стена; 2 — колонны; 3 — фу ндаменты; 4 — подкр ановая балка;

5 — обвязочные балки; б — фу ндамент ная балка; 7 — пилястр а

Обвязочные балки несут на себе вес наружных стен в местах перепа- да высоты здания. Размеры и форму поперечного сечения обвязочных ба- лок приним ают в зависимости от шага колонн и толщины опирающихся на них стен. Устанавливают обвязочные б алки на ко нсоли колонн и крепят на сварке закладных деталей. В состав каркаса одноэтажного промышленного здания входят также подкрановые балки. Железобетонные подкрановые балки выполняют чаще таврового и двутаврового сечения. Такие балки для пролетов 6 и 12 м под крановую нагрузку от 100 до 300 кН имеют высо ту от 0,8 до 1,4 м. При большой грузоподъемности кранов чаще стараются применять стальные балки.

4.Перекрытия, покрытия и полы

К конструкциям перекрытий пред ъявляется ряд общ их требований. Они должны быть прочными и жесткими, т. е. выдерживать действующие на них нагрузки и пр и э том прогиб не должен превышать нормативных ве- личин. Долговечность перекрытий долж на соответствовать срокам службы других основных конструкций здания. Перекрытия должны быть огне- стойкими, обл адать достаточ ной звукоизоляцией, чердачные же перекры-

тия, а также перекр ытия, отделяющие отапливаемые помещения от нео та- пливаемых, должны иметь дос таточные теплозащитные свойства. Конст- рукции перекрытий должны быть технологичны, иметь небольшую высо- ту.

К деревянным перекрытиям предъявляется требование биологиче- ской стойкости (стойкости от загнивания), а в помещениях с мокрым ре- жимом и в санузлах они должны иметь повышенную гидроизоляцию.

Междуэтажные перекрытия воспринимают нагрузки от людей, обо- рудования, сырья, полуфабрикатов и готовых изделий. Такие нагрузки на- зываются временными и измеряются о ни в меганьютонах на 1 м2 пола. Обычная вел ичина таких нагрузок составляет 20–40 МПа, хотя в отдель- ных производственных помещениях временные нагрузки могут достигать значительных величин — до 300 МПа и больше; нагрузки от веса самого перекрытия называются постоянными.

Конструкции перекрытий состоят из несущей и ограждающей час- тей. Несущая часть перекрытия передает нагрузку на несущие элементы здания — стены и каркас. Ограждающая часть состоит из заполнения меж-

ду несущими элементами, полов и по толка. Во многих конструкциях не- сущие и ограждающие функции перекрытия совмещаются в одних элемен- тах.

В зависимости от материала, из которого выполнены несущие эле- менты, перекрытия подразделяют на перекрытия по деревянным и сталь- ным балкам и железобетонные. Железобетонные перекрытия разделяются в свою очередь на перекрытия сборные и монолитные.

Крыши зданий состоят из двух основных частей: несущей и ограж- дающей. Несущей частью крыши (покрытия) являются конструкции, вос- принимающие нагрузки от собственного веса крыши, снега и ветра и пере-

дающие их на элементы каркаса здания ил и стены. К несущим конструк- циям покрытий относятся с тропила, деревянные, стальные и железобетон- ные балки и фермы, железобето нные панели.

Ограждающей частью крыши служит верхняя водонепроницаемая оболочка, состоящая из кровли и основания под кровлю. Ограждающая часть покрытия в общем случае может состоять из следующих отдельных элементов, начиная с наружной поверхности крыши: основного водоизо- лирующего слоя — кровли; выравнивающего слоя под кровлю в вид е стяжки; теплозащитного слоя вместе с пароизоляцией, защищающей э то т слой от увлажнения водяным и парами, проникающим и из помещений; об-

решетки, настила, плиты или других элементов, поддерживающих выше- лежащие слои и передающих нагрузку от них на основные несущие конст- рукции покрытий.

Покрытия неотапливаемых зданий и зданий горячих цехов со значи- тел ьными выд елениям и тепла д елают без утепления, поэ тому теплозащит- ный слой с пароизоляцией в ограждающей части покр ытия не укладывают;

так ие покрытия называют холодными.

Для обеспечения стока дождевой и тало й воды крыши устраивают с уклоном. В зависимости от велич ины уклона крыш и разделяют на скатные и плоские. Плоские крыши имеют уклоны не более 3%.

Различают крыши чер дачные и б есчердачные. Чердачные крыш и имеют чердач ные помещения, котор ые используют для р азмещения инже- нерного оборудования здания (трубо проводы централ ьного о топл ения,

вентиляцио нные короба и шах ты). Такие крыши защищают здание от ат- мосферных осадков, а теплозащита помещений верхнего э тажа обеспеч и- вается чердачным перекрытием.

В бесчердач ных покрытиях совмещаются функции крыши и чердач-

ного перекрытия, поэ тому их называют совмещенными крышами.

Следует выделить тр и основных вида крыши (рис. 4.1):

· односкатну ю, опирающуюся на стены разной высоты;

· двускатную, состоящую из двух пересекающихся скатов (линию пересечения скатов называют коньком, а тр еугольные час ти тор цо- вых стен — фронто нами);

· четырехскатную, или вальмовую, состоящую из двух главных ска- тов и двух тр еугольных вальм (пересечения вальм со скатами обра- зуют двугранные углы, обращенные кверху, их называют ребрами).

Рис. 4.1. Фо рмы скатн ых крыш:

а — односкат ная; б — дву скатная;

в — четыр ехскатная (вальмовая);

г — вальмовая сложной фор мы;

1 — скат; 2 — фр онтон; 3 — ко нек;

4 — вальма; 5 — р ебр о; 6 — ендова

или р азжелобок; 7 — слу ховое окно

Тип пола выбир ается в каждом конкретном случае таким, чтобы был и

удовлетворены требования, которые в данных условиях являются наиболее существенными. В зависимости от вид а здания пол ы устраивают как по перекрытиям, так и по грунту.

В конструктивном отношении пол может состоять из одного ил и не- скольких слоев. Верхний слой пола называют чистым полом (или покры- тием пола), э тот слой подвергается непосредственно эксплуатационным воздействиям. Под чистым полом устраивают подстилающий слой (или подготовку), который служит дл я распределения нагрузок на нижележащее основание. Между чистым полом и подстилающим слоем может устраи- ваться прослойка, играющая роль промежуточного соединения или у пру- гой постели дл я покрытия. Третьей составной частью пола является его основание. Основанием пола служат несущие конструкции междуэтажных перекрытий ил и грунт.

Таким образом, чистый пол, подстилающий слой и основание явля- ются основными конструктивными элементами пола. Помимо этих основ- ных элементов в полах могут укладываться также различные гидроизоля- ционные, звукоизоляционные и теплоизоляционные слои.

В полах, устраиваемых по междуэтажным перекрытиям, гидроизоля- ционный слой для защиты от воды укладывают непосредственно подчис- тым полом. В полах по грунту защита от грунтовой влаги осуществляется

также с помощью гидроизоляционного слоя, который укладывают под подстилающим слоем. Второй гидроизоляционный слой можно устраивать в этом случае также и под ч истым полом для защиты сверху от про извод- ственных жидкостей.

Различают следующие виды гидроизоляции: обмазочную, оклеечную и монолитную. Обмазочная гидроизоляция делается из двух слоев битумной ил и дегтевой мастик и, оклеечная — состоит из двух-трех слоев би- тумных, дегтевых или полимерных рулонных материалов, склеенных со- ответствующими мастикам и. Монолитная гидроизоляция состоит из слоя асфальта или про питанного битумом щебня, утрамбованного в грунт, ил и

слоя из влагонепроницаемых кислотостойких растворов.

Теплоизоляцию, которую в ряд е случаев приходится устраивать в полах по грунту, выполняют в виде слоев из легких бетонов, которые могу т быть сборными и монолитными, а также из сыпуч их теплоизоляционных материалов — шлака, керамзита и т. п.

По виду применяемых для покрытия пола материалов различают полы сплошные (монолитные), полы из штучных материалов и полы из листо- вых материалов. Наименование покрытия является также наименованием пола.