Нагрузки на каркасы зданий

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О МНОГОЭТАЖНЫХ

ПРОМЫШЛЕННЫХ ЗДАНИЯХ

Габаритные схемы зданий, привязка колонн

И наружных стен к разбивочным осям

Для зданий с сеткой колонн 6×6 м. с перекрытиями из плит, опирающихся на полки ригелей, предусматриваются следующие габаритные схемы:

а) с количеством пролетов, равным двум и более, высотой от трех до пяти этажей включительно, с высотами этажей 4,8 и 6,0 м; высотой первого этажа 6,0 м и высотой последующих этажей 4,8 м, а также высотой первого этажа 7,2 м и высотой последующих этажей 6,0 м (регулярные схемы зданий);

б) с количество пролетов, равным трем, с укрупненной сеткой колонн верхнего этажа, оборудованного подвесным транспортом или без него, высотой от трех до пяти этажей включительно, с высотами этажей 4,8 и 6,0 м и высотой верхнего этажа 7,2 м (нерегулярные схемы зданий).

Для зданий с сеткой колонн 9×6 м включаются габаритные схемы:

а) с количеством пролетов два и более, высотой три и четыре этажа, с высотами этажей 4,8 и 6,0 м; высотой первого этажа 6,0 м и высотой первого этажа 7,2 м и высотой последующих этажей 6,0 м (регулярные схемы зданий);

б) с количество пролетов, равным двум, с укрупненной сеткой колонн верхнего этажа, оборудованного подвесным транспортом или без него, высотой три и четыре этажа, с высотами этажей 4,8 и 6,0 м и высотой верхнего этажа 7,2 м (нерегулярные схемы зданий).

Высоты этажей зданий приняты от пола одного этажа до пола следующего этажа.

В верхних этажах с укрупненной сеткой колонн высота этажа принята от пола до низа стропильной конструкции.

Толщина пола условно принята равной 100 мм.

Расстояние между продольными или поперечными температурно-усадочными швами, как правило, должны устанавливаться расчетом.

Привязка колонн крайних рядов к продольным разбивочным осям здания принимается «нулевой», по колоннам средних рядов – «осевой».

Привязка колонн торцевых рам зданий к поперечным разбивочным осям принята «осевой».

Привязка внутренней грани торцевых стен зданий к геометрической оси колонн торцевых рам принята равной 230мм.

Привязка колонн поперечных рам у температурно-усадочных швов зданий с одинаковой сеткой колонн во всех этажах к поперечным разбивочным осям принята либо «осевой» (с применением вставок), либо со смещением геометрических осей колонн с поперечной разбивочной оси на 500 мм внутрь температурного блока (без вставок).

Величина вставок назначается в конкретном проекте здания в соответствии с решением стен по серии I.030.I.-I/88.*

Привязка колонн поперечных рам у температурно-усадочных швов зданий с укрупненной сеткой колонн верхнего этажа принята со смещением геометрических осей колонн с поперечной разбивочной оси на 500 мм внутрь температурного блока.

Здания с одинаковой сеткой колонн во всех этажах решены с бесчердачным покрытием из ребристых плит, с плоской кровлей и внутренним водостоком.

Покрытие в зданиях с укрупненной сеткой колонн верхнего этажа решено в конструкциях одноэтажных производственных зданий.

Лестницы принимаются с кирпичными несущими стенами, отделенными от каркаса здания температурным швом в надземной части. Лестничные марши Z – образные по серии I.050.9-4.93.

 

Конструктивное решение

Решение пространственного каркаса зданий представляет собой сочетание рамной системы в поперечном направлении и связевой в продольном направлении.

Прочность и устойчивость каркаса в поперечном направлении обеспечивается поперечными рамами, образованными сборными железобетонными колоннами и ригелями, и запроектированными со всеми жесткими узлами сопряжения ригелей с колоннами, за исключением узлов сопряжений стропильной конструкции с колоннами в зданиях с укрупненной сеткой колонн верхнего этажа 18×6 м, которые приняты шарнирными.

Стык ригеля с колонной предусматривает опирание ригеля на консоль колонны треугольного очертания.

Жесткое сопряжение ригелей перекрытия с колоннами осуществляется при помощи ванной сварки выпусков арматуры из колонн и ригелей, сварки закладных изделий ригеля к консоли колонны и последующего замоноличивания стыка.

Соединение опорной арматуры с колонной в стыках, расположенных в уровне покрытия регулярных схем зданий, выполняется с помощью стыковых стержней, которые укладываются поверх оголовка колонны и привариваются ванной сваркой с выпусками опорной арматуры ригеля, а затем электродуговой сваркой привариваются к оголовку колонны.

Стыки колонн запроектированы жесткими и предусматривают соединение вертикальных выпусков арматуры из колонн с помощью ванной сварки встык. Замоноличивание стыка происходит после установки хомута в уровне ванной сварки и арматурных изделий.

Стыки колонн расположены на высоте 1,8 м от отметки верха консолей.

Глубина заделки колонн в стаканы фундаментов принимается равной 600 мм. Отметка верха стакана фундамента принята равной – минус 0,15 м.

Прочность и устойчивость каркаса здания в продольном направлении в период монтажа и эксплуатации обеспечивается постановкой вертикальных стальных связей по колоннам.

Связи портального типа устанавливаются в продольном направлении только в одном шаге колонн, в средней части каждого температурного блока, во всех этажах здания, кроме верхнего, при регулярных схемах зданий, а в зданиях с укрупненной сеткой колонн верхнего этажа связи устанавливаются во всех этажах здания, включая верхний этаж.

Связи, в зависимости от высоты здания, нагрузок, требований и степени жесткости дисков перекрытий могут устанавливаться либо разряжено (через один или более рядов колонн по внутренним рядам колонн), либо по каждому ряду колонн, включая крайние ряды колонн.

Междуэтажные перекрытия и покрытия выполняются из ребристых плит высотой 400 мм, опирающихся на полки ригелей или сверху на ригели прямоугольного сечения.

Междуэтажные перекрытия запроектированы из плит трех типоразмеров по ширине: основные плиты - шириной 3,0 м; доборные - шириной 1,5 и 0,75 м.

Доборные плиты шириной 0,75м устанавливаются только по наружным рядам колонн.

Межколонные плиты шириной 3,0 м, располагаемые по средним рядам колонн, привариваются к закладным изделиям ригелей в четырех точках.

Доборные плиты шириной 0,75 м привариваются к монтажным столикам колонн и закладным изделиям ригелей.

Плиты шириной 3,0 м, располагаемые в крайнем пролете рядом с доборной плитой шириной 1,5 м, привариваются в двух точках. Остальные плиты монтируются без приварки.

Швы между плитами, а также между торцами плит, ригелями и колоннами должны быть тщательно заполнены бетоном класса не ниже В15.

Покрытия в зданиях, сохраняющих в верхнем этаже сетку колонн нижележащих этажей, решены аналогично перекрытиям.

Конструкции покрытия и монтажные узлы сопряжения конструкций в зданиях с укрупненной сеткой колонн верхнего этажа (18×6 м) принимаются как для одноэтажных производственных зданий.

Стены зданий приняты навесными или самонесущими из однослойных панелей для каркасных общественных зданий, производственных и вспомогательных зданий промышленных предприятий.

При навесных панелях остекление ленточное со стальными или деревянными переплетами.

Стеновые панели крепятся непосредственно к железобетонным колоннам.

В торцах зданий с сеткой колонн 9×6 м, а также в пределах верхнего этажа зданий с укрупненной сеткой колонн, стеновые панели крепятся непосредственно к колоннам торцевых рам и к стойкам стального фахверка поэтажной разрезки, опирающихся на ригели поперечных рам.

Основные размеры и номенклатура конструкций (колонн, ригелей), на которые разработаны рабочие чертежи, приняты исходя из условий использования металлических опалубочных форм конструкций серии 1.420-12 и серий ИИ23-1/70 и ИИ23-2/70.

Номенклатура конструкций (серии I.420-35.95) каркаса включает:

- колонны прямоугольного сечения 400×400 мм и 400×600 мм для зданий с высотами этажей 4,8; 6,0 и 7,2 м;

- ригели таврового сечения высотой 800 мм с полками для опирания плит перекрытия и покрытия, пролетами 6,0 и 9,0 м;

- ригели таврового сечения высотой 800 мм с односторонней полкой для опирания плит, пролетами 6,0 и 9,0 м, устанавливаемые в торцах зданий.

В перекрытиях по серии 1.420-12 предусмотрены ригели прямоугольного сечения размером 300×800 мм для зданий с сеткой колонн 6×6 м под большие нагрузки и для зданий, в которых должно устанавливаться «провисающее» оборудование, опирающееся на балки, окаймляющие проемы перекрытий.

Для зданий с высотой этажей 4,8 м, а также с высотой первого этажа 6,0 м и высотой последующих этажей 4,8 м принята двухэтажная разрезка колонн нижних этажей. Для четырех- и пятиэтажных зданий разрезка колонн третьего и четвертого этажей также двухэтажная, а колонны верхнего этажа трех- и пятиэтажных зданий имеют одноэтажную разрезку.

Для зданий с высотой этажей 6,0 м, а также с высотой первого этажа 7,2 м и высотой последующих этажей 6,0 м принята двухэтажная разрезка колонн нижних этажей. Для четырехэтажных зданий разрезка колонн третьего и четвертого этажей двухэтажная. Для пятиэтажных зданий колонны третьего этажа - одноэтажной разрезки, а четвертого и пятого этажей – двухэтажной разрезки.

Колонны верхнего этажа с укрупненной сеткой имеют одноэтажную разрезку.

Колонны выполняются из тяжелого бетона классов по прочности на сжатие В15…В45.

Продольная арматура колонн принимается из стержневой горячекатаной периодического профиля арматуры класса А400 по ГОСТ 5781-82 постоянного по длине диаметра, хомуты – из стержневой горячекатаной гладкой арматуры класса А240 по ГОСТ 5781-82.

Колонны армируются пространственными каркасами, состоящими из арматурных стержней и замкнутых сварных хомутов. В состав пространственных каркасов колонн входят закладные изделия консолей колонн, стыков колонн, торцов колонн, выпусков арматуры для соединения с ригелями, закладные изделия для крепления стен, связей и т.д.

Ригели пролетами 6,0 и 9,0 м серии 1.420-35.95 (выпуски 2-1 и 2-2) приняты соответственно трех типоразмеров по длине: 4980 мм (7980 мм) – крайние по месту положения в каркасе здания при сечении колонн 400×600 мм; 5280 мм (8280 мм) – крайние при сечении колонн 400×400 мм и средние при сечении колонн 400×600 мм; 5480 мм (8480 мм) – средние при сечении колонн 400×400 мм.

Высота ригелей – 800 мм, ширина в уровне полок для опирания плит - 650 мм.

В ригелях, устанавливаемых в торце здания, полка для опирания плит предусмотрена только с одной стороны ригеля.

Ригели пролетом 6,0 м серии 1.420-35.95 (вып. 2-I) разработаны с ненапрягаемой пролетной арматурой. В качестве рабочей арматуры (продольной и поперечной) используется стержневая горячекатаная периодического профиля арматура класса А400 по ГОСТ 5781-82.

Ригели пролетом 9,0 м серии 1.420-35.95 (вып. 2-2) разработаны напряженными. В качестве напрягаемой пролетной арматуры в ригелях используется стержневая горячекатаная периодического профиля арматура класса А600 по ГОСТ 5781-82. В случае отсутствия на заводе-изготовителе арматурной стали класса А600 допускается применять горячекатаную периодического профиля арматуру класса А540, изготовляемую из арматурной стали класса А400 по ГОСТ 5781-82 путем упрочнения вытяжкой с контролем удлинений и напряжений.

Ненапрягаемая продольная и поперечная арматура плоских каркасов ригелей пролетом 9,0 м принята из арматуры класса А400 по ГОСТ 5781-82.

Напряжение стержневой арматуры ригелей пролетом 9,0 м осуществляется механическим способом на упоры форм или коротких стендов.

Ригели пролетами 6,0 и 9,0 м изготавливаются из тяжелого бетона по ГОСТ 26633-91 классов по прочности на сжатие: В15…В25 – для ригелей пролетом 6,0 м; В25, В30 – для ригелей пролетом 9,0 м.

Ригели армируются пространственными каркасами, объединяющими плоские арматурные каркасы, а также другие арматурные и закладные изделия.

В ригелях предусмотрены закладные изделия для опирания и крепления ребристых плит перекрытий и покрытия, для крепления стальных стоек фахверка (в ригелях пролетом 9,0 м), для крепления монолитных участков (в ригелях у температурного шва), а также опорные закладные изделия для крепления ригелей к консолям колонн.

 

Нагрузки на каркасы зданий

Промышленные здания в соответствии с ГОСТ Р 54257-2010 относятся ко второму нормальному уровню ответственности. Конструкции каркаса зданий рассчитываются на воздействие постоянных, временных длительных и кратковременных нагрузок. Постоянными нагрузками являются: собственный вес железобетонных конструкций междуэтажных перекрытий и покрытия с учетом заливки швов; собственный вес конструкций кровли и пола; собственный вес наружных ограждающих конструкций, а также собственный вес колонн.

Вес перегородок условно отнесен к постоянным нагрузкам.

Кратковременными нагрузками являются: ветровая, снеговая, от подвесного транспорта на покрытие, а также вес людей, ремонтных материалов в зоне обслуживания и ремонта оборудования.

Временными длительными нагрузками являются: вес стационарного оборудования, вес жидкостей и твердых тел, заполняющих оборудование, вес хранимых материалов в местах, специально предназначенных для складирования и хранения материалов, а также пониженное нормативное значение снеговой нагрузки и нагрузки от подвесного транспорта на конструкции покрытия.

Все временные нагрузки принимаются в виде эквивалентных равномерно распределенных нагрузок.

Принятые временные нагрузки на перекрытия используются в расчетах рам каркасов с учетом коэффициентов сочетаний, соответствующих основному сочетанию нагрузок – ψ₁ = 0,95; для кратковременных нагрузок - ψ₂ = 0,9.

При расчете конструкций без учета ветровых нагрузок и нагрузок от подвесного транспорта коэффициенты сочетаний на остальные временные нагрузки не вводятся.