Гусениця А. П., Шандрук П. П. - Конструкції багатоповерхових каркасних будинків та їх розрахунки. Навчальний посібник.

 

1. Тип інженерної споруди або будівлі

2. Багатоповерхові каркасні будинки служать для розміщення різних виробництв легкого машинобудування, приладобудування, цехів хімічної, радіотехнічної, електротехнічної та харчової промисловості й т. ін. або для базових сховищ холодильників м'ясокомбінатів, гаражів тощо. У цивільному будівництві - це готелі, лікувальні установи, банки, офіси та житлові будинки. Близько 40% всіх промислових будинків займають багатоповерхові, з них 80% - промислового і 20% - адміністративно-побутового призначення.

3. Каркасні будинки мають ряд суттєвих переваг у порівнянні з іншими:

4. мінімальна вага конструкції, віднесена до якого-небудь відносного показника будівлі (наприклад на 1 м розгорнутої площі);

5. скорочення інженерних та технологічних телекомунікацій;

6. економія земельної площі;

7. збільшена можливість створення різноманітних об' ємно- розпланувальних рішень на основі мінімального набору конструктивних елементів;

8. практична можливість здійснення трансформації внутрішніх приміщень в процесі експлуатації (зміна технології, перепланування для громадських та торговельних будинків);

9. найбільш ефективне застосування високоміцних та прогресивних конструкцій;

10. практично не обмежується кількість поверхів (так переважна більшість висотних будинків збудована за каркасними схемами).

11. Багатоповерхові каркасні будинки можуть бути виконані в збірному, монолітному та збірно-монолітному залізобетоні. Донедавна найбільш поширені каркасні будинки зводились із збірних залізобетонних конструкцій, виконаних відповідно до уніфікованих конструктивних схем із типових залізобетонних елементів [6 - 9]. Однак в сучасних умовах будівництво багатоповерхових будинків ведуть в монолітному та монолітно-збірному залізобетоні. Це пов'язано із значною енергоємністю і вищою вартістю будівництва із збірних конструкцій.

12. Однак нині збудовано велику кількість каркасних будинків із збірних залізобетонних елементів і при переобладнанні їх на нові технології і навантаження безумовно необхідно знати їхні конструкції і несучу здатність. Тому далі розглядаємо лише каркасні будинки із збірних залізобетонних конструкцій існуючих типових серій.

13. В каркасних будинках основні несучі елементи - залізобетонні рами. Ці будинки можуть бути з повним каркасом при навісних чи самонесучих стінах із залізобетонних панелей і рідше з неповним каркасом, коли перекриття опираються на середні ряди колон і зовнішні несучі стіни, викладені з цегли. Більш детально відомості про багатоповерхові будинки наведені в підручниках [3, 4].

14. У каркасних будинках вертикальні навантаження переважно сприймають рами каркасу, а горизонтальні - каркас будинку або діафрагми жорсткості, в залежності від прийнятої конструктивної системи.

15. Конструктивна система будинку - це сукупність вертикальних і горизонтальних несучих конструкцій, що забезпечують її міцність, жорсткість та стійкість. У практиці будівництва розрізняють такі конструктивні системи багатоповерхових каркасних будинків: рамні, в'язеві, рамно-в'язеві та інші.

16. В разі застосування рамної системи каркас будинку являє собою систему поперечних і поздовжніх рам з жорсткими вузлами, які сприймають як вертикальні навантаження, так і горизонтальні від вітру, що передаються через стіни та перекриття.

17. Рамні системи використовують у будівництві промислових та громадських будинків. Достойністю рамних каркасів є чіткість роботи всіх конструктивних елементів, рівномірність деформацій усіх рам у загальній системі каркасу, зручність розміщення технологічного устаткування в зв'язку з відсутністю поперечних діафрагм жорсткості. Недоліками рамних каркасів є складність і трудомісткість виконання жорстких вузлів.

18. В'язеві каркасні системи застосовують як у промисловому, так і в цивільному будівництві, але частіше під час зведення цивільних будинків. У в'язевих каркасах основні несучі елементи - це ригельні або безригельні рами з шарнірними вузлами та системи діафрагм жорсткості. В таких системах усі вертикальні навантаження сприймають рами каркасу, а горизонтальні (вітрові) - системи діафрагм жорсткості, об'єднані дисками перекриттів. Більш детально конструкції в'язевих каркасів в п.12.1 підручника [3].

19. Переваги в' язевих каркасів над іншими - це більш прості шарнірні вузли спряження ригелів з колонами, які спрощують і прискорюють монтаж будинків, а також зумовлюють однакові типорозміри ригелів і конструкції з'єднань з колонами.

20. Загальні витрати сталі у в'язевих каркасах більші, ніж у рамних.

21. В рамно-в'язевих каркасних системах вертикальні навантаження сприймає каркас із рам, а горизонтальні (вітрові) - каркас і діафрагми, при чому розподіляються вони пропорційно їхній жорсткості. Жорсткість діафрагм в таких системах можна зменшувати, оскільки частину навантаження від вітру сприймає каркас.

22. Конструктивні системи каркасних будинків можуть бути різними в поперечному і в поздовжньому напрямках. Наприклад, при поперечних рамах і поздовжніх в'язевих діафрагмах конструктивна система в поперечному напрямку - рамна, а в поздовжньому - рамно-в'язева. При зовнішніх несучих стінах будинки зводять за в'язевою системою.

23. Існують й інші конструктивні системи: каркасно-ствольні, ствольні, каркасно-блокові, каркасно-панельні й т. ін., що розглянуто в підручнику [3]

24.

25.
В багатоповерхових виробничих будівлях каркасного типу (рис. 2.3) каркас складається з колон і ригелів, утворюючих багатоярусні рами з грубими елементами. Рами розміщують поперек будівлі, а в повздовжньому напрямку стійкість будівель створюють стальними зв'язками. Число прольотів в каркасах буває від 1 до 4, а іноді і більше. Верхні поверхи перекривають стропильними балками чи фермами та плитами, аналогічними покриттю одноповерхових будівель. Стіни роблять із панелей або цегли.

26. Рис. 2.3 Багатоповерхова виробнича будівля каркасного типу Експлікація до рис 2.3:

1.фундамент; 5. балка покриття;

2. колонна; 6. плита покриття;

3. ригель; 7. стінова панель.

4. зв'язок;

Діафрагми жорсткості. Для забезпечення просторової жорсткості каркасних будівель зі зв’язковою конструктивною схемою проектують вертикальні наскрізні діафрагми жорсткості. Типові діафрагми жорсткості – це збірні залізобетонні панелі товщиною 140 мм. Допускається використовувати і інші конструктивні рішення: металеві зв’язки, цегляні або монолітні залізобетонні стіни. Діафрагми жорсткості працюють на сприйняття як вертикальних, так і горизонтальних складових вітрових зусиль за схемою консольної складеної балки, затиснутої в фундаменті. Вітрові навантаження на діафрагми жорсткості передають перекриття і покриття, які являють собою жорсткі горизонтальні диски. Кількість діафрагм жорсткості установлюють за результатами статичного розрахунку каркасної будівлі. Конструктивно в кожному температурному блоці будівлі повинно бути не менше двох діафрагм жорсткості по всіх поздовжніх осях та середній частині будівлі по осі поперечного напрямку. У двопрогінних будівлях допускається установка по одній діафрагмі жорсткості по середній поздовжній осі та в поперечному напрямі – в середній частині будівлі. Щоб запобігти перевантаженню окремих діафрагм та закручуванню будівлі, діафрагми жорсткості розміщують симетрично на плані будівлі. Для запобігання перевантаження окремих колон, в одній точці не повинно сходитись більше двох діафрагм жорсткостей. Місця розташування діафрагм жорсткостей повинні повторюватися на всіх поверхах будівлі. Діафрагми жорсткості можна суміщати зі стінами сходових кліток, ліфтових шахт і з перегородками приміщень, в них можна робити дверні прорізи. Збірні залізобетонні панелі діафрагм жорсткостей проектують висотою в один поверх, вони мають одно- або двосторонні консольні полички у верхній зоні для спирання плит перекриттів і покриття.

Призначення споруди або будівлі

Виробничі будівлі та споруди — важливий матеріально-ре­човий елемент основних виробничих фондів, необхідна умова створення нормального середовища для виробництва сільськогосподарської продукції (насамперед тваринницької), а також запровадження комплексної механізації та автоматизації виробництва. В структурі основних виробничих фондів вони мають найбільшу питому вагу — понад 60 %, а тому істотно впливають на загальні показники ефективності використання цих фондів.

До виробничих будівель відносять корівники, свинарники, пташники, вівчарні, кормоцехи, а також такі допоміжні виробничі приміщення, як вагова, гаражі, комори, ветсанпропускники, ветлабораторії, навіси для зберігання техніки, відгодівельні майданчики тощо. Цільове призначення їх неоднакове. Більшість з них призначена для утримання тварин, створення для них необхідного мікроклімату й умов для механізації окремих виробничих процесів (вентилювання приміщень, прибирання гною, напування худоби тощо). Частина виробничих будівель використовується для зберігання продукції (комори), техніки (гаражі, навіси).

До виробничих споруд відносять силосні траншеї та ями, силосні башти, водонапірні башти, гноєсховища, парники і теплиці, картопле-, овоче- і фруктосховища, гідротехнічні споруди, включаючи внутрішньогосподарську зрошувальну й осушувальну мережу тощо. Хоч конкретна функціональна роль виробничих споруд різна, але їх об’єднує одна істотна властивість — усі вони створюють необхідні умови для ефективного ведення сільськогосподарського виробництва.

Сучасні будівлі і споруди — це дорогі і досить складні інженерно-технічні елементи основних виробничих фондів. На кожному підприємстві їх кількісний і якісний склад залежить від таких факторів, як спеціалізація господарства, природної зони, в якій воно розміщено, від рівня розвитку головної галузі, економіч­ного стану підприємства і культури виробництва. Зрозуміло, що господарства, спеціалізовані на виробництві тваринницької продукції, за інших однакових умов, матимуть більше виробничих будівель і споруд порівняно з підприємствами, де переважає виробництво рослинницької продукції.

При виборі типу виробничих приміщень і споруд потрібно брати до уваги такий важливий показник, як їх питома кошторис­на вартість. Так, по тваринницьких приміщеннях розраховують кошторисну вартість на скотомісце; по картопле-, овоче- і фруктосховищах — на тонну тих видів продукції, що зберігатимуться в них; по теплицях і парниках, коморах — на квадратний метр корисної площі; по силосних спорудах і траншеях — на кубічний метр їх об’єму. Останній показник використовується також для тваринницьких приміщень. Слід мати на увазі, що питома кошторисна вартість ското-місця, кубічного метра тваринницьких приміщень тим дешевша, чим більше приміщення, і навпаки. Але позитивна дія цього фактора обмежена, оскільки збільшення роз­міру тваринницьких будівель призводить до істотного погіршення мікроклімату в них і зниження продуктивності тварин.

Кошторисна вартість будівель і споруд висока і має тенденцію до зростання. Здешевлення їх будівництва можна досягти за рахунок використання ефективніших проектів і широкого застосування місцевих дешевих матеріалів, панелей полегшеного типу. В багатьох підприємствах є необхідність у реконструкції діючих будівель і споруд з метою механізації в них виробничих процесів. Особливо нагальною є потреба в механізації внутрішньоскладських робіт і, насамперед, складів для зберігання і підготовки мінеральних добрив.

Узагальнюючими економічними показниками ефективності використання будівель і споруд є виробництво продукції й окре­мо одержаного прибутку на гривню їх кошторисної вартості; виробництво продукції й одержаний прибуток на скотомісце. Останній показник розраховується по окремих видах тварин і тваринницьких приміщень. За його допомогою не тільки визначається рівень ефективності використання цього виду основних фондів, а й вирішуються інші важливі економічні і технологічні питання, наприклад відбір найбільш економічно доцільного варіанта відгодівлі свиней.

. Васильева Е. А. Все времена английского глагола для ленивых /

Е. А. Васильева. – М.: Проспект, 2006. – 32 с.

2. Голицынский Ю. Грамматика: сборник упражнений / Ю. Голицынский. – СПб.: Каро, 2009. – 544 с.

3. Гуревич В. В. Практическая грамматика английского языка.

Упражнения и комментарии / В. В. Гуревич. – М.: Флинта: Наука, 2007. –

296 с.

4. Качалова К. Н. Практическая грамматика английского языка /

К.Н. Качалова, Е.Е. Израилевич. – СПб.: Каро, 2007. – 608 с.

5. Матюшенков В. С. Улучши свой английский: курс усовершенствования / В. С. Матюшенков. – М.: Флинта: Наука, 2009. – 240 с.

6. Орловская И. В. Учебник английского языка для технических университетов и вузов / И. В. Орловская, Л. С. Самсонова, А. И. Скубриева. –

М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2007. – 488 с.

7. Raymond Murphy English grammar in use / Raymond Murphy – Cambridge University Press, 2008. – 350 c.

8. Michael Swan The good grammar / Michael Swan, Catherine Walter – Oxford University Press, 2007. – 324 c.

9. Jenny Dooley Grammar Way / Jenny Dooley Virginia Evans. – Express Publishing, 2009. – 216 c.