Общие сведения о строительных материалах.

Конспект лекций

ЛЕКЦИЯ 1

ЛЕКЦИЯ 2

ПРОМЫШЛЕННЫЕ ЗДАНИЯ

Зданиями называют строения, имеющие помещения, предна­значенные для определенной деятельности людей. Например, про­изводственные здания имеют помещения, предназначенные для работ по изготовлению той или иной продукции. Сооружения, не имеющие таких помещений (мосты, водонапорные башни и т. п.) называют инженерными. Здания подразделяют на две основные группы: гражданские (жилые и общественные) и промышленные. Осуществляемая в промышленности автоматиза­ция технологических процессов позволяет значительно уменьшить. габариты оборудования, сократить число рабочих и, следовательно, уменьшить объемы производственных помещений. Особенностью промышленного строительства последних лет является размещение нескольких предприятий на общей площади (промышленные узлы) и блокировка цехов и производств в универсальных зданиях с крупными сетками колонн. Это дает возможность значительно сократить протяженность инженерных коммуникаций и транспортных путей, изменить технологию производства. без коренной реконструкции зданий и, следовательно, снизить расходы на строительство и эксплуатацию зданий. На территории промышленного предприятия строят большое количество зданий разного назначения с конструктивными различными решениями. Но все они; должны, быть связаны общим. технологическим процессом по переработке сырья; полезных иско­паемых и выпуску различного рода продукции. Например, в состав современного крупного металлургического комбината входит око­ло 200 различных зданий и сооружений, в комплексе предприятий химической и нефтеперерабатывающей промышленности их еще больше — до 300. Предприятия легкой, пищевой промышленности ' имеют значительно меньшее количество видов зданий, но и они различаются как по назначению, так и по конструктивным решениям. Современное многообразие промышленных зданий можно раз­делить на две основные группы по их функциональному назначению, объемно-планировочным и конструктивным решениям. К пер­вой группе следует отнести здания, планировочные и конструктив­ные решения которых в большой степени зависят от характера технологического процесса, габаритов применяемого оборудования и в ряде случаев от агрессивности производственной среды. Объ­емно-планировочные и конструктивные решения, а также, и внеш­ний вид зданий этой группы в большой степени определяются тех­нологическими процессами и носят индивидуальный характер. Сроки службы этих зданий устанавливают в зависимости от тех­нической и моральной амортизации оборудования, а. также и. от запасов полезных ископаемых или сырья, для переработки которых предназначено данное предприятие. К этой группе относятся здания и сооружения металлургиче­ских, коксохимических, нефтеперерабатывающих предприятий, цементные заводы и, др. Ко второй группе зданий и сооружений относят такие, объемно-планировочные и конструктивные решения которых не связыва­ются заранее с особенностями технологических процессов и при­меняемого оборудования. При проектировании этих знаний уни­версального назначения предусматривается размещение в них раз­личных отраслей промышленности и возможность удобной замены технологического оборудования для внедрения более совершенной технологии, а в ряде случаев переналадки производства на новые виды продукции и изделий. Такие здания получили название универсальных или гибких. В них размещают предприятий металлообрабатывающей, приборостроения, „ радиоэлектроники, легкой, пищевой и других отраслей промышленности. В лекциях рассматриваются.основные принципы проектирования зданий и сооружений второй группы. В промышленности распространены одноэтажные и много­этажные здания, причем в группе многоэтажных зданий можно выделить двухэтажные, имеющие широкое распространение. Одноэтажные здания представляют,, собой большие по разме­рам в плане, а иногда и по высоте сооружения с редкой расстанов­кой внутри помещений опор (колонн), поддерживающих покрытие (крышу). Для некоторых производств длина и ширина зданий составляют сотни и даже тысячи метров. Например,, главный корпус макаронной фабрики г. Тольятти имеет длину более 800м. В последние годы распространено строительство одноэтажных сблокированных зданий, объединяющих несколько различных це­хов и производств. Такие здания называют зданиями сплошной застройки..Одноэтажные здания, как более простые в конструктивном от­ношении, относительно дешевы, но требуют под застройку боль­шие территории, следствием чего является большая протяженность транспортных санитарно-технических,. энергетических и дру­гих инженерных коммуникаций. Общие производственные площади их занимают около 80% от числа площа­ди всех предприятий. В этих зданиях в первую очередь размеща­ют производства с громоздким и тяжелым оборудованием, для размещения которых, как и продукции, требуются большие прост­ранства, не стесненные внутренними опорами и конструкциями. Это -машиностроительные предприятия, металлургические,. химические, а также производства строительных материалов. В 'многоэтажных зданиях, как упоминалось, размещают предприятия легкой и пищевой; промышленности, приборостроения, радиоэлект­роники, полиграфии и др. Многоэтажные здания по сравнению с одноэтажными, более сложны по конструкциям. Более сложными в них являются и санитарно-техническое, энергетическое и другое инженерное оборудование. Все это повышает их стоимость. Вместе с тем многоэтажные здания имеют и положительные качества: они более компактны в плане, требуют меньшую площадь, что приводит к. уменьшению протяженности транспортных и инже­нерных: коммуникаций и сетей на территории промышленного пред­приятия. В многоэтажных зданиях размещают предприятия таких от­раслей промышленности, габариты и масса оборудования

в кото­рых и выпускаемая продукция небольшие, что позволяет разме­щать их на междуэтажных перекрытиях. В таких зданиях разме­щают также производства с вертикальными технологическими процессами, когда сырье обрабатывается при движении сверху вниз и транспортируется отчасти под действием силы тяжести. К многоэтажным сооружениям можно отнести так называемые этажерки —многоярусные конструкции, предназначенные для размещения технологического оборудования при вертикальном техно­логическом процессе. При благоприятных климатических условиях и если это допускается характером технологического процесса, этажерки делают без ограждений (стен и крыш); при наличии ограждений этажерки называют встроенными. Такие сооружения возводят в химической промышленности, для производства строи­тельных материалов, на обогатительных и агломерационных пред­приятиях. Значительное место в комплексе промышленных предприя­тий занимают инженер­ные сооружения: эста­кады железнодорож­ные, и крановые, путе­проводы, погрузочно-разгрузочные площадки и платформы, меха­низированные откры­тые склады, транспорт­ные галереи, трубопро­воды для транспорти­рования жидких и га­зообразных продуктов и ряд других. К энергетическим сооружениям относят открытые трансформа­торные подстанции, градирни, брызгальные бассейны, опоры линий электропередачи (ЛЭП), к сооружениям специального назначения — дымовые трубы, стан­ции очистки сточных вод, водоочистные насосные станции, водонапорные сооружения, тоннели для прокладки инженерных сетей» транспортные галерей. Особую группу сооружений составляют силосы (силосные

кор­пуса), предназначенные для хранения преимущественно сельско­хозяйственной продукций зерна, семян различных культур. Эти сооружения входят в состав предприятий для хранения и переработки зерна элеваторов, мельниц", комбикормовых заводов и заводов по выработке -растительных масел и другой продукции. Конструкции силосов для предприятий пищевой промышленно­сти описаны в гл. 9. Промышленные здания в зависимости, от их назначения подразделяются на несколько групп. В производственных зданиях размещают цехи, в которых изго­товляют продукцию данного предприятия. (механосборочные, ли­тейные, пищевые, прядильные, ткацкие, и т. п.). Подсобно-произ­водственные звания предназначены для. обслуживания основного производства (ремонтно-механические, инструментальные, тарные цехи и т. п.). Складские здания служат для хранения готовой продукции, сырья, полуфабрикатов, тары, различных материалов. В энергетических зданиях размещают производства по выра­ботке электроэнергии, пара и тепла, сжатого воздуха, газа, (ТЭЦ,, трансформаторные подстанции, котельные, компрессорные стан­ции т. п.).

Здания транспортного хозяйства предназначены для обслужи­вания средств транспорта' (тепловозные и электровозные депо, гаражи, авторемойтные мастерские и т. п.).

К санитарно-техническим зданиям относят насосные станции станции перекачки, очистные сооружения. Во вспомогательных зданиях размещают помещения, предна­значенные для санитарно-бытового и культурного обслуживания работающих (гардеробные, душевые^ умывальные, санузлы, мед­пункты, столовые), а также для размещения административного персонала (заводоуправление или дирекция фабрики, обществен­ные организации, конструкторские бюро и т. п.).

Каждое зда­ние и сооружение должно удовлетворять определенным.требованиям, основными из которых можно считать технические, архитектурные, эксплуатационные и экономические. Технические треб о в а н и я. предусматривают необходимую прочность и устойчивость здания в целом и отдельных его элементов. Для этого выбирают наиболее рациональную конструктивную схему и отдельные конструктивные элементы, а также строительные материалы с учетом их надежной работы в условиях внешней и внутренней среды. Под внешней средой понимают гео­графический район строительства и соответствующие климатиче­ские и гидрологические условия. Внутренние условия определяются спецификой технологии производства и агрессивностью среды, разрешающе действующей на конструкции.

Архитектурные требования предусматривают прежде всего гармонию форм, красоту, а также соответствие внешнего облика здания и применяемых материалов и способов..отделки здания его назначению. Индустриальные методы строительства— сборка зданий из крупных элементов, изготовленных на заводах, в значительной степени накладывает свой отпечаток на архитек­турные формы зданий, которые отличаются простотой членений, При проектировании интерьеров и выборе способов и материалов для внутренней отделки особое внимание обращают на создание необходимых санитарно-гигенических условий труда как одного из важнейших факторов плодотворного и производительного труда.

Эксплуатационные, требования характеризуются соответствием объемно-планировочных и конструктивных решений здания, а также санитарно-технического и инженерного оборудова­ния его назначению. Технологическая схема производства, проек­тируемая инженерами-технологами, является 'основой для выбора объемно-планировочных и конструктивных решений зданий. При этом одно из основных требований—удобное размещение техноло­гического оборудования, обеспечивающее. наивысшую производи­тельность труда и возможность изменение технологических про­цессов с внедрением новой технологии. Одновременно с созданием рациональной технологической схе­мы производства в здании должны быть обеспечены нормальные условия эксплуатации," прежде всего созданы благоприятные температурно-влажностные условия в помещениях с учетом специфи­ки производства и места расположения здания. Так, при строи­тельстве зданий на севере конструкции их и вид отопления долж­ны надежно защищать помещения от переохлаждения осенью и; зимой, а в южных районах — от, перегрева в летнее время.

В цехах с высокой влажностью воздуха (текстильная и бумаж­ная промышленность) конструкции здания проектируют с повы­шенным сопротивлением теплоотдаче для исключения конденсации паров на поверхностях конструкций. В помещениях со взрывоопас­ными процессами предусматривают легко сбрасываемые конструк­ции покрытий и другие мероприятия, препятствующие разрушению, основных несущих конструкций зданий.: Требуется обеспечивать безопасные условия труда в рабочей зоне, т. е. в пространстве высотой 2 м от уровня пола или площадки, на которой располагают рабочие места. Выделяемые тепло, пар, вредные газы, пыль, копоть не должны превышать норм; без­опасных для здоровья людей. Шум и вибрация также не должны быть выше допустимых уровней. С целью создания в рабочих зонах необходимой температуры, влажности и чистоты воздуха предусматривают необходимые по нормам системы отопления, вентиляции, а в. ряде производств и кондиционирование воздуха. Помещения с повышенным выделением производственных вред­ностей изолируют от других. Машины и, аппараты, выделяющие вредные вещества, обычно герметизируют или изолируют от рабо­чих пространств — устанавливают местный отсос воздуха с по­следующей его очисткой. Для обеспечения необходимой освещенности рабочих мест при­меняют как естественное, так и искусственное освещение. При естественном освещении размеры и расположение оконных про­емов выбирают по расчету. При искусственном освещении подби­рают соответствующие типы светильников, их мощность и опреде­ляют места их расположения. В зависимости от специфики производства, для создания необ­ходимых санитарно-гигиенических и культурных условий обслуживания работающих, предусматривают комплексы санитарно-бытовых помещений: душевые, гардеробы, уборные, медицинские пункты, столовые и т. п. В зависимости от назначения зданий, в соответствий со С НиП, здания и сооружения подразделяют на определенные классы по капитальности.. К тому или иному классу, здание относят в зависимости от следующих признаков: народнохозяйственного значения предприятия, в составе которого строится здание или сооружение; градостроительных требований; стоимости технологического оборудования; запасов полезных ископаемых или сырьевых ресурсов, для добычи или переработки которых строится пр.едприятие; моральной амортизации зданий иди сооружений.

Капитальность промышленных зданий определяют с уче­том долговечности и. степени огнестойкости зданий. По капиталь­ности здания подразделяют на четыре класса: в зданиях I класса долговечность конструкций должна быть не ниже -I степени, огне­стойкости—не ниже II степени; в зданиях II класса долговеч­ность— не ниже II степени, огнестойкость—не ниже III степени; у зданий III класса долговечность —не ниже III степени, огне­стойкость же не нормируется. Для зданий IV класса степени дол­говечности и огнестойкости не нормируют.

По долговечности конструкции здания делят на три степени: I степень —со сроком службы более 100 лет, II степень — от 50 до 100 лет; III — степень от 20 до 50 лет.

В соответствии с СНиП И-2—81 «Противопожарные нормы проектирования зданий и сооружений» степень огнестойкости зда­ний и сооружений определяют по пределу огнестойкости и возго­раемости основных конструкций. Предел огнестойкости строитель­ной конструкции определяют по времени в часах, от начала испы­тания до появления одного из признаков: образования конструк­ции сквозных отверстий и трещин; повышения; температуры на необогреваемой поверхности выше допустимых; потери несущей способности (обрушение).

Всего установлено пять степеней огнестойкости. Так, к I степени относят зда­ния с несгораемыми конструкциями. Ко II степени огнестойкости относят здания с несгораемыми кон­струкциями с пределами огнестойкости: для несущих конструкций — 2 ч, междуэтажных перекрытий — 0,75 и ограждающих, конструкций.— 0,25 ч.

В зданиях III степени огнестойкости несущие конструкции применяют несгораемые с пределом огнестойкости 2 ч, междуэтажные перекрытия трудно сгораемые с пределом огнестойкости 0,75 ч, покрытия — сгораемые. В зданиях IV.степени огнестойкости используют трудно сгораемые несущие конструкции. Например, деревянные, защищенные штукатурным слоем покрытия сгораемые. К V степени относят здания со сгораемыми конструкциями. Предел огнестойкости для противопожарных систем (брандмауэры) для -всех степеней огнестойкости принимают равным 2,5ч. При определении степени огнестойкости зданий и сооружений в первую, очередь необходимо учитывать характер производственного процесса. По взрывной, взрывопржарнойи пожарной, опасности производ­ства подразделяют на шесть категорий. Характеристика произ­водств изложена в СНиП «Производственные здания промышлен­ных предприятий». Категории производств, выбирают по нормам технологического проектирования или по специальным пе­речням производств, утвержденным министерствами и ведомствами.

Для изготовления разнообразной продукции требуются различные типы зданий с учетом особенностей техноло­гического процесса, размещения и обслуживания соответствующего оборудования. Проектировать и строить узкоспециальные здания с индивидуальными размерными параметрами и конструктив­ными решениями при развитии индустриальных методов и широко­го применения типовых сборных конструкций нецелесообразно — типоразмеров таких элементов^; потребовались бы тысячи. Учиты­вая это в последние десятилетия были разработаны проектные. решения зданий, для размещения различных отраслей, промышлен­ности на основе унифицированных конструктивных схем и типо­вых унифицированных конструкций. Типизация и унификация кон­структивных элементов позволяет решить вопросы широкого применения ограниченного числа типовых конструкций. Но это возможно лишь при унификации соразмерности геометрических параметров зданий. Для правильного взаимного расположения конструкций зданий в пространстве служит система модульных, плоскостей. Линии пе­ресечения вертикальных модульных плоскостей с горизонтальными принимают за основные разбивочные оси, к которым привязывают расположение стен, колонн и других конструктивных элементов зданий.

Разбивочные оси подразделяют на продольные, обозначаемые,заглавными буквами русского алфавита А, Б, В и т. д. (кроме. 3,О, П, Щ, написание которых одинаково с арабскими, цифрами)и поперечные, обозначаемые цифрами 1, 2, 3, 4 и т. д. Основными планировочными параметрами здания являются пролет — расстояние между продольными разбивочными осями — а шаг колонн — расстояние между поперечными осями. Совокуп­ность этих параметров, выраженную в метрах, называют сеткой колонн вследствие того, что в местах пересечения осей обычно раз­мещают колонны— основные несущие элементы каркаса здания. Сетки колонн обозначают так: 6X6, 12-Х6, 12x12 м и т. д. (боль­ший размер обычно соответствует пролету).

Основой унификации геометрических размеров (параметров) зданий и строительных изделий является единая модульная си­стема (ЕМС). Под единой модульной системой в строительстве понимают совокупность правил координации размеров зданий и их конструктивных элементов на основе кратности этих размеров определенной линейной величине, принятой за модуль. Размер основного модуля М принят равным 100 мм.

Укрупненные модули, кратные 100 мм, служат для определения размеров основных планировочных параметров— сетки колонн и высот этажей.

Для параметров зданий в пределах до 360 000 мм (шаг колонн, пролеты) принимают укрупненный модуль 60М (6000 мм). Размер 60М удобен благодаря простоте членения на 2, 3, 4, 5, 6, 10, 15, 20,30 частей, которые сохраняют кратность основному модулю М. В пределах до 18 000 мм применяют модуль ЗОМ (3000 мм).Для определения высот этажей применяют модули 12М для многоэтажных зданий и 6М для одноэтажных. Укрупненный мо­дуль 6М (600 мм), применяемый при планировке, примерно равен ширине плеч человека. Поэтому расчетную ширину лестниц и ко­ридора для прохода принимают кратной 600 мм. Модули по вертикали 1.2М, бМ и ЗМ хорошо согласуются с вы­сотой лестничной ступени, равной обычно 150 мм. При других зна­чениях модулей для каждой высоты этажа пришлось бы принимать разную высоту ступеней.. Дробные модули, составляющие часть основного, используют для назначения размеров сечений строительных конструкций и эле­ментов (колонн, балок, толщин плит и тонкостенных конструкций). Например, 1/2М (50 мм), 1/5М (20 мм) —до 100 мм, 1/10М(10 мм)—до 150 мм. На основе единой модульной системы можно. унифицировать основные объемно-планировочные параметры всех типов промыш­ленных зданий и сооружений. Для определения их параметров чаще всего принимают производные модули 60М и ЗОМ, исходя из чего размеры пролетов составляют для одноэтажных зданий 6, 12, 18, 24, 30 и 36 м и более, шаг колонн — 6 и 12 м, а для многоэтаж­ных зданий — пролеты 6, 9 и 12 м, шаг колонн 6 и 12 м. Для увязки размеров зданий и сборных элементов необходимо соблюдать единые правила назначения высоты этажей. В много­этажных зданиях высоту этажа принимают между отметками чистых полов смежных этажей, т. е. включая толщину перекрытия. При различной толщине полов принимают условно такую отметку, которая обеспечивает унификацию высоты колонн, панелей наруж­ных стен и лестничных маршей всех этажей. В верхних этажах многоэтажных зданий с пролетом 18 м и в одноэтажных высоту этажа принимают,от уровня пола до низа не­сущей конструкции покрытия (фермы или балки) или до нижней плоскости панели (настилов) покрытия. Исходя из указанного, высоту этажей одноэтажных зданий назначают равной 3,6, 4,2, 4,8,, 5,4 и 6,0 м, т. е. кратной ОД (6М), а затем кратной 1,2 м (12М) —' 7,2, 8,4, 9,6, 10,8" м и более. Для многоэтажных зданий высоту эта­жа принимают равной 3,6, 4Д 6,0 и 7,2 м, т. е. кратной 12М..На базе единой модульной системы разработаны и внедряются в практику унифицированные га­баритные схемы одноэтажных и многоэтажных промышленных зданий.

Унифицированные габаритные схемы (УГС), представляющие собой схематичные поперечные разрезы зданий с определенными размерными параметрами, являются основой для проектирования промышленных зданий с широким применением типовых сборных конструкций. Для проектирования одноэтажных зданий разработаны две группы габаритных схем: для зданий, оборудованных мостовыми кранами (сокращенно обозначаемые КМ)—крановые многопролетные и не оборудуемые кранами (БМ) — бескрановые многопролетные.

По назначению их подразделяют на две группы: несущие и ограждающие.

Несущие конструкции — такие, которые воспринимают все нагрузки при строительстве и эксплуатации здания. Нагрузки, которые действуют в течение всего периода эксплуатации здания, называются постоянными. К ним. относятся собственная масса конструкций, масса опирающихся на них других элементов, а для подземных сооружений — также давление грунта.. Временными считают те нагрузки,, величина, которых может из­меняться в период эксплуатации. Это масса технологического обо­рудования, сырья, готовой продукции, мебели, людей, а также * '.нагрузки от снега и ветра, торможения мостовых кранов и др., Временные нагрузки, в свою очередь, подразделяют на длитель­ные и кратковременные.

В особых районах строительства несущие конструкции рассчи­тывают на восприятие действия особых нагрузок: сейсмические, неравномерные осадочные и др.

Ограждающими ко нстру кц и я м я называют такие, ко­торые отделяют внутренние. пространства от наружной, среды и должны поддерживать внутри здания определенный температурно-влажностный режим. Промышленные здания проектируют по различным конструктивным схемам. Наиболее экономичной и эффективной считают каркасную схему с, самонесущими (ненесущими) стенами. Строительство зданий по этой: схеме дает возможность широко применять сборные типовые конструкции заводского изготовления, что, в свою очередь, позволяет ускорить монтаж зданий и снизить их стоимость. В таких зданиях основными несущими конструкциями является каркас, состоящий из вертикальных элементов — колонн, жестко заделанных в фундаментах, горизонтальных элементов—балок междуэтажных перекрытий (ригелей), а также балок или ферм покрытий. Жестко, или шарнирно соединенные в узлах вертикальные стой­ки-колонны и горизонтальные элементы образуют одно- или мно­гоярусные поперечные рамы зданий. Эти рамы в продольном на­правлении связываются настилами междуэтажных перекрытий и покрытий, что обеспечивает продольную жесткость здания. Допол­нительно она обеспечивается специальными продольными, связя­ми, располагаемыми в вертикальной плоскости и подкрановыми балками, если здание оборудовано краном. самонесущие стены являются ограждающими конструкциями.

Реже применяют схему с неполным (внутренним) каркасом и несущими стенами.. В этих зданиях нагрузки воспри­нимаются внутренним каркасом здания и несущими стенами, ко­торые выполняют также роль ограждающих конструкций. Здания построенные по такой схеме, имеют существенный не­достаток—увеличиваются затраты труда при возведении стен, так как в большинстве случаев их выкладывают из кирпича.. В практике строительства встречается наименее экономичная схема с несущими наружными и внутренними стенами. Такая схе­ма, применяется довольно широко для зданий подсобного назначёния небольших объемов и в тех районах, где еще не создана совре­менная индустриальная база строительства и одним из основных ма­териалов является кир­пич.

Фундаменты — подзем­ные конструкции, воспринимающие нагрузки от здания и передаю­щие их на основание. Основанием служит слой или массив грунта под зданием, который должен обладать необходимой несущей способностью.

. Колоннами называют отдельно стоящие опоры, воспринимаю­щие нагрузки от выше­лежащих элементов здания.

Междуэтажные пе­рекрытия — горизон­тальные конструкции, разделяющие здание по высоте на этажи, непосредственно восприни­мают полезные нагрузки. Покрытием называют верхнюю ограждающую конструкцию, пре­дохраняющую здание от атмосферных осадков. Покрытие состоит из несущих конструкций балок или ферм, настила, теплоизоляции, и кровли — гидроизоляционной оболочки.

Наружные стены — это вертикальные ограждающие конструк­ции достаточной толщины и теплоизолирующей способности. Внутренние стены разделяют здание на отдельные помещения. Перегородки — легкие стены разделяющие помещения на отдель­ные части: комнаты, коридоры и т. п. К основным элементам здания относят также лестницы, окон­ные и дверные, проемы, ворота. Для освещения помещений естест­венным светом при большой ширине зданий устраивают световые фонари. Они представляют собой остекленные надстройки над от­верстиями в покрытиях.

Конструкции зданий по способу изготовления (возведения) мо­гут быть сборные и монолитные.

Сборные элементы изготовляется на специальных заводах и в готовом виде поступают на строи­тельные площадки.

Монолитные конструкции изготовляют на мес­те возведения.

Деформационные швы. Вследствие изменения темпера­тур в летнее и зимнее время конструкции здания испытывают температурные напряжения которые иногда могут деформировать здания вплоть до разрушения. Для предотвращения указанных явлений стены здания делят на температурные блоки, между которыми устраивают поперечные или продольные швы. Размеры температурных блоков принимают в зависимости от типа и конструкций зданий и используемых материалов. При строительстве зданий из унифицированных типовых секций длину блока можно принимать равной 72 м.

Кроме температурных деформаций у здания может происходить неравномерная осадка в случае размещения его на неодно­родных грунтах. Для избежания нежелательных деформации устраивают осадочные швы в местах расположения температурных швов. Совмещенный шов обычно называют деформационным. Такие швы устраивают также в местах значительного перепада вы­сот здания, примыкания зданий различной этажности и нового здания к старому. В зданиях с железобетонным каркасом в местах устройства поперечных деформационных швов обычно устанавливают парные колонны.

Привязка конструктивных элементов зданий к основным

р азбивочн ы м о с я м. В случаях применения унифицированных габаритных схем и сборных типовых конструк­ций требуется строго соблюдать правила привязки, т. е расположения основных конструкций зданий по отношению к разливоч­ным осям. С этой целью необходимо применять детали и изделия одних и тех же типоразмеров (балок, ферм, ригелей, панелей по­крытия и стеновых панелей) при различном расположении их в крайних и средних пролетах. В одноэтажных зданиях, не оборудованных мостовыми кранами или с кранами грузоподъемностью до 30 т, колонны, примыкающие к продольным стенам, привязывают так, чтобы наружная грань колонны совмещалась с продольной разбивочной осью. В зданиях, оборудованных мостовыми кранами грузоподъемностью 30-50 т, при шаге колонн 6 м и высоте этажа 16,2 и 18 м наруж­ные грани колонн смещают на 250 мм наружу. Колонны, примыкаемые к торцевым стенам, смещают относи­тельно поперечной разбивочной оси внутрь здания (ось колонны смещают на 500 мм) для размещения в образовавшемся зазоре фахверка—стенового каркаса. Внутренние колонны располагают на пересечении продольных и поперечных разбивочных осей. В случаях опирания стропильных конструкций подстропиль­ные колонны смещают на 250 мм по отношению к разбивочным осям. Если продольный пролёт примыкает к поперечному, при привязке колонн к разбивочным осям смещают их на 250 или 500 мм. В месте перепада высот в зданиях с железобетонным каркасом колонны к разбивочным осям привязы­вают, смещая их тоже на 250 или 500 мм. В зданиях с металлическим каркасом в местах перепада высот смежных пролетов предусматривают один ряд колонн. Фермы более высокой части здания опирают на торец колонны, а фермы по­ниженной части прикрепляют сбоку колонны. При пристройке одноэтажных зданий к многоэтажным на двух рядах колонн со вставкой их привязывают к разбивочным осям по общим правилам. Привязку продольных и торцевых несущих стен без пилястр производят, как правило, симметрично разбивочным осям. Для стен с пилястрами размером более

250 мм применяют рулевую привязку, т. е. внутреннюю плоскость стены совмещают с разбивочными осями.При устройстве деформационных швов ось температурного шва, как указывалось, должна совпадать с поперечной разбивочной осью, а оси колонн смещают относительно разбивочной оси на величину 500 мм. Продольные температурные швы, устраивают также на двойных колоннах со вставкой между разби­вочными осями, размеры которых принимают равными 500, 1000и 1500 мм. Шаг колонн при этом сохраняют. Для колонн сечением 400X400 и 500x500 мм, которые являются типовыми применяют нулевую привязку—делают вставку в 500 мм.

 

ЛЕКЦИЯ 3

ЛЕКЦИЯ 4

ПРОЕКТИРОВАНИЕ МНОГОЭТАЖНЫХ

ПРОМЫШЛЕННЫХ ЗДАНИЙ

Унифицированные габаритные схемы и типы зданий.

Много­этажные промышленные здания по производственным площадям занимают примерно 20% от общих площадей. Положительным качеством многоэтажных зданий является их компактность, в 'связи с чем заметно сокращается протяженность инженерных и транс­портных коммуникаций. В многоэтажных зданиях размещают предприятия химической, радио- и электротехнической, легкой и пищевой промышленности, т. е. тех отраслей, в которых выпускаемая продукция и применяе­мое технологическое оборудование.имеют сравнительно небольшую массу — его можно размещать на междуэтажных перекрытиях.. В многоэтажных зданиях размещают также производства, в ко­торых технологический процесс организуется- по вертикали. В этом случае материалы поднимают на верхний этаж, откуда они перемещаются на нижележащие этажи для переработки. К таким производствам относятся предприятия по переработке и хранению зерна и др.На предприятиях химической промышленности многие цехи оборудуют вертикально расположенной аппаратурой большой 'высоты» откуда жидкие материалы транспортируются самотёком. Для таких производств целесообразно тоже строить многоэтажные здания, или этажерки.. Здания-этажерки представляют собой многоярусные металлические или железобетонные сооружения без ограждающих стеновых конструкций и покрытия. На них размещают такое технологическое оборудование химической и нефтегазовой промышленности, на которое атмосферные влияния не оказывают вредного воздействия. Для широкого строительства многоэтажных зданий разработаны их унифицированные габаритные схемы и номенклатура сборных железобетонных, конструкций заводского изготовлений (серия ИИ-20(70), ИИ-1.420-6 и ИИ-04). По этим схемам можно строить здания с сетками колонн 6x6 и 9x6 м.. Нагрузка на междуэтажные перекрытия предусмотрена 1—2,5 кПа (1000—2500 кгс/м²) для зда­ний с сеткой колонн 6X6 м и 0,5—1,5 кПа'с сеткой колонн 9X6 м.' Здания могут быть двух-, трех- и многопролетные с высотой этажей 3,6—10,8 м. Высоту 7;2 м применяют для нижних и верхних этажей, 10,8 м — только для верхних этажей зального типа..В верхних этажах для помещений зального типа (ширина эта­жа соответствует ширине здания) высоту определяют, от уровня пола до низа несущей конструкции покрытия. Наиболее экономичной конструктивной схемой, при­меняемой при проектирова­нии многоэтажных зданий, является каркасная. Здания с внутренним каркасом" и несущими стенами строят срав­нительно редко.

Здания из сборных же­лезобетонных элементов

Многоэтажные каркасные здания сооружают по рамной схеме, с же­сткими узлами. Каркас состоит из колонн, соединенных жестко с балками (ригелями) междуэтажных перекрытий и покрытий. В со­вокупности они образуют поперечную многоярусную раму, жестко защемленную в фундаментах. В продольном направлении попереч­ные, рамы связывают настилом перекрытий и покрытия, образую­щих жесткие диафрагмы. Продольная жесткость обеспечивается также стальными вертикальными связями, которые размещают по­средине каждого температурного блока.

Колонны. Для сооружения многоэтажных зданий применяют типовые сборные железобетонные колонны. Колонны могут быть двухэтажной разрезки высотой на два этажа л поэтажной — высотой на один этаж. Для каркаса двух нижних этажей чаще всего применяют колонны двухэтажной разрезки. Для третьего и четвертого этажей высотой 3,6 и 4,8 м устанавливают колонны тоже двухэтажной разрезки. Крайние колонны имеют консоли с одной стороны, средние —с двух сторон. На консоли опирают ригели междуэтажных перекрытий и покрытия.. Колонны нижних этажей заделывают в стаканные фундаменты на 0,6 и 1 м. Стыкуют колонны на высоте 1,8 м от плоскости плит перекрытий, что обеспечивает удобство производства работ при монтаже. Такое расположение стыка объясняется также наименьшими усилиями, возникающими в стойке каркаса при эксплуатации здания.. Сечения железобетонных колонн прямоугольные 600x400 и 400X400 мм, причем колонны для нижних этажей применяют се­чением 600X400 мм. На сечение 400X400 мм переходят на уровне верхней плоскости консоли второго этажа. Колонны изготовляют из бетона марок 300—500. Для стыковки колонн предусмотрены стальные оголовки, состоящие из двух вертикальных листов и сва­ренных между ними двух прокатных уголков. Стык колонн закрепляют при помощи электросварки стыковых накладок из арматурной стали и последующей зачеканкой его раствором или бетоном марки не ниже 300. Для опирания и приварки ригеля на консолях колонн имеются закладные детали, кроме того, в колонне предусмотрены горизонтальные выпуски арматуры для соединения их с арматурой ригеля путем, ванной сварки и замоноличивания бетоном. В колоннах верхнего этажа имеются гнезда для ригелей покрытий' или креп­ления стропильных конструкций пролетом 18 м. - На консолях колонн преду­смотрены детали для крепления подкрановых балок. Ригели (балки междуэтажных перекрытий) изготовляют двух типов:: -для опирания плит на полки, II-для опирания их на верхнюю плоскость ригеля. Ригели II типа отличаются от Г формой поперечного сечения.. Длина ригелей зависит от их расположения в здании (крайние, средние), а так­же от расположения по этажам, что зависит от сечения колонн
Междуэтажные перекрытия в зданиях, проектируемых по