Конструктивные схемы зданий

Тема 11. ОДНОЭТАЖНЫЕ ПРОМЫШЛЕННЫЕ ЗДАНИЯ

 

Виды одноэтажных Промышленных зданий

 

Промышленные здания проектируют одноэтажным и многоэтажными. В настоящее время в отечественной индустрии наибольшее распространение получили одноэтажные промышленные здания – их доля в общем объеме промышленных зданий составляет около 70%. В одноэтажных зданиях размещают производства с тяжелым и громоздким оборудованием, которое нельзя разместить с тяжелым на перекрытиях многоэтажных зданий, так как они получатся слишком мощными и неэкономичными. Условия размещения и эксплуатации оборудования, а также необходимость изменения в будущем технологического процесса требуют крупной сетки колонн и большой высоты здания. Одноэтажные здания во многих случаях оборудуют мостовыми и подвесными кранами значительной грузоподъемности, создающими большие усилия в несущих элементах здания. Одноэтажные здания широко распространены в металлургической, машиностроительной, других отраслях промышленности.

●Существуют следующие разновидности одноэтажных промышленных зданий: однопролетные и многопролетные; здания без мостовых кранов (50%), с подвесными (15 %) и с мостовыми кранами (35%); здания с фонарями и бесфонарные; здания со скатной и малоуклонной кровлей.

●Рекомендуется проектировать одноэтажные промышленные здания прямоугольными в плане, с одинаковыми пролетами, без перепадов высот во избежание снеговых мешков.

Вопрос о выборе материала несущего каркаса должен решаться на основе технико-экономического анализа. Основным материалом для одноэтажных промышленных зданий является сборный железобетон. Из него возводят здания, обеспечивающие 85% производственных площадей, тогда как из металла – лишь 12%, а из других материалов – 3%. Стальные несущие конструкции рекомендуют применять при больших пролетах и высотах здания (H≥18м), в зданиях с тяжелым крановым оборудованием, при необходимости установки мостовых кранов в двух ярусах, строительстве в отдаленных районах и т. п.

Возможно применение в одном здании железобетонных и металлических несущих конструкций (например, колонн из железобетона, стропильных конструкций и подкрановых балок из стали).

 

 

Конструктивные схемы зданий

 

●Современные одноэтажные производственные здания в подавляющем большинстве случаев решаются по каркасной схеме. Каркас здания может быть образован из плоских элементов, работающих по балочной схеме (стропильных конструкций — ригелей, на которые опираются плиты покрытия, и колонн, заделанных в фундаменты), или включать в себя пространственную конструкцию покрытия (в виде оболочек, опертых на колонны). Оболочки более эффективны в работе, позволяют перекрывать большие пролеты, дают экономию бетона и арматуры до 30%, но пока более сложны в производстве работ и требуют в ряде случаев специальных устройств (эстакад) при оборудовании здания мостовыми кранами. Балочная схема проще, обеспечена обширной производственной базой и получила широкое распространение.

Пространственный каркас здания (рис. 11.1, а) условно расчленяют на поперечные и продольные рамы, каждая из которых воспринимает горизонтальные и вертикальные нагрузки.

Основным элементом каркаса является поперечная рама, состоящая из колонн, защемленных в фундаментах, ригелей (фермы, балки, арки) и покрытия под ним в виде плит (рис. 11.1, б). Плиты покрытия привариваются к ригелям не менее чем в трех точках с помощью закладных деталей, швы тщательно замоноличиваются, при этом покрытие образует жесткий в своей плоскости диск. Ригели обычно соединяются с колонной шарнирно. В этом случае достигается простота монтажа и независимая типизация ригелей и колонн, поскольку при таком соединении приложенная к ригелю нагрузка не вызывает в стойках изгибающих моментов. Поперечная рама воспринимает нагрузку от массы покрытия, снега, кранов, стен, ветра и обеспечивает жесткость здания в поперечном направлении.

В продольную раму включается один ряд колонн в пределах температурного отсека и продольные конструкции: подкрановые балки, вертикальные связи, распорки по колоннам и конструкции покрытия (рис. 11.1, в). Продольная рама обеспечивает жесткость здания в продольном направлении и воспринимает нагрузки от продольного торможения кранов и ветра, действующего в торец здания.

Рис. 11.1. Конструктивная схема одноэтажного промышленного здания и система связей: 1 — горизонтальные связевые фермы; 2 - стойки торцового фахверка; 3 – колонна; 4 - меновые панели; 5 - стропильные конструкции, 6 - плиты покрытия; 7 - вертикальные связи на опорах стропильных конструкций; 8 - распорки по верху колонны; 9 - вертикальные связи по колоннам

 

К элементам каркаса относятся также фахверковые колонны, несущие нагрузку от стеновых панелей и воспринимаемого ими ветра. Стеновые панели могут быть навесными и самонесущими.

При разработке конструктивной части проекта одноэтажного промышленного здания инженеру приходится решать ряд вопросов, основными из которых являются: выбор и компоновка конструктивной схемы, статический расчет поперечной рамы, стропильных и подстропильных конструкций, плит покрытия, колонн, фундаментов и их конструирование.