Монтаж конструктивных элементов одноэтажного производственного здания (Констр решения, схемы)

В промышленных зданиях могут быть приняты различные решения несущего остова, которые характеризуются их конструктивными схемами. Применяют различные конструктивные схемы: каркасные, бескаркасные и с неполным каркасом. К первым относят схемы, в которых все вертикальные несущие элементы представляют собой стойки, колонны или столбы. В случаях когда действующие нагрузки воспринимаются несущими стенами, здания именуют бескаркасными. В зданиях с неполным каркасом наряду с несущими стенами внутри его в качестве промежуточных опор предусматривают колонны, стойки или столбы.

Как уже говорилось, несущие конструкции промышленных зданий образуют несущий остов, предназначенный для восприятия и передачи действующих нагрузок на основание здания. Несущий остов, как правило, принимают по рамной схеме, образуемой вертикальными несущими элементами, на которые опирают ригели рам. Рамы могут иметь либо жесткое, либо шарнирное сопряжение элементов. В одноэтажных промышленных зданиях, как правило, применяют конструктивную схему с шарнирным сопряжением ригеля рамы с колонной и жесткой заделкой колонн в фундаментах, например двухшарнирную схему. Могут применяться и другие схемы (трехшарнирная, бесшарнирная).

Пространственная жесткость здания в продольном направлении обеспечивается фундаментными балками, а также дисками покрытия и перекрытия и связями.

Как правило, производственные одноэтажные здания строят по каркасной схеме. Каркас применяют чаще всего железобетонный, реже стальной; в отдельных случаях может быть применен неполный каркас с несущими каменными стенами.

Здания одноэтажных цехов с типовыми унифицированными конструкциями из сборного железобетона с укрупненной сеткой колонн могут иметь различные конструктивные схемы (рис. 1). Для всех схем зданий необходимо предусматривать меры по обеспечению жесткости и устойчивости конструкции отдельных частей и всего здания. При наличии подвесного транспортного оборудования или подвесных потолков, а также при подвеске различных коммуникаций несущие конструкции покрытий в ряде случаев можно распологать через 6 м и применять подстропильные конструкции при шаге колонн 12 м. Если подвесного транспортного оборудования нет, стропильные балки и фермы располагают через 12 м, применяя плиты пролетом 12 м.

Одноэтажные производственные здания проектируют, как правило, по рамной системе, представляющей собой конструкцию, состоящую из поперечных рам, образуемых колоннами, защемленными в фундаментах и шарнирно (или жестко) связанными с ригелями покрытия (балками или фермами). Типовым решением являются одноэтажные здания с поперечными рамами и с шарнирным соединением ригелей и колонн. При таком соединении возможна независимая типизация ригелей и колонн, так как в этом случае нагрузка, приложенная к одному из элементов, не вызывает изгибающего момента в другом. В этом случае достигается высокая степень универсальности колонн и ригелей покрытия, возможность их использования для различных пролетов здания и типов несущих конструкций покрытия и т. п. Кроме того, шарнирное соединение колонн и ригелей конструктивно значительно проще жесткого, так как облегчается изготовление и монтаж конструкций. Техническими правилами (ТП 101—81) расширена область применения железобетонных конструкций.

Рис. 1. Одноэтажные производственные здания со сборным железобетонным каркасом, скатными и плоскими покрытиями при сетке колонн 12 х х 18 м

В производственных зданиях рекомендованы эффективные железобетонные предварительно напряженные несущие конструкции (из высокопрочных тяжелых и легких бетонов с применением высокопрочной арматурной стали) с малой материалоемкостью и трудоемкостью.

При выборе конструктивной схемы производственных зданий со стальным каркасом необходимо учитывать разнообразные факторы, наиболее важными из которых являются режим работы кранов, нагрузки от кранов и покрытий, а также основные объемно-планировочные параметры цеха (высота, шаг и пролет). Стальные конструкции применяют в цехах заводов, в которых используют краны весьма тяжелого и непрерывного режима работы, и в других случаях, указанных в ТП 101—81.

Главным направлением развития металлических конструкций для промышленного строительства является применение типовых легких несущих конструкций комплектной поставки для одноэтажных производственных зданий с основными производствами площадью не менее 5000 м2.

При выборе металлических конструкций их экономичность следует рассматривать комплексно, с учетом оптимальных массы, трудоемкости изготовления и монтажа, сроков монтажа и их стоимости. В настоящее время расширяется внедрение эффективных металлических конструкций: легких, неразрезных, обеспечивающих блочный монтаж или конвейерную сборку. Рекомендованы прогрессивные конструкции покрытий: с фермами из широкополочных двутавров и гнутосварных профилей пролетом 24, 30 и 36 м, широкополочных тавров пролетами 18, 24, 30 и 36 м; беспрогонные — с фермами из гнутосварных профилей пролетами 18, 24 и 30 м; беспрогонные — с фермами из одиночных уголков со сварными узлами пролетами 24 и 30 м; структурные — из прокатных профилей пролетами 18 и 24 м.

Рис. 2. Стальной каркас одноэтажного производственного здания:
а — из стандартных унифицированных элементов: 6 — то же, из легких несущих конструкций комплектной поставки

Наряду с широким использованием железобетонных и выборочным применением стальных конструкций иногда могут быть рекомендованы комбинированные сталежелезобетонные конструкции. В них железобетон используется в сжатых частях, а растянутые элементы делаются металлическими. Эти конструкции, находясь на стыке железобетонных и металлических, выгодно отличаются от первых меньшей массой, а от вторых—меньшим расходом стали.

Для совершенствования условий работы каркасов производственных зданий, оснащенных кранами значительной грузоподъемности, рядом специалистов предложено новое направление в проектировании производственных зданий, одним из принципов которого является раздельное конструктивное решение и независимая работа конструкций строительной и технологической частей здания. Предлагается элементы несущего каркаса зданий освободить от технологических и крановых нагрузок, благодаря чему существенно снизятся удельные показатели материалоемкости и трудоемкости конструкций. Такой метод получил название автономного конструирования технологических и строительных частей зданий. Оборудование в таких зданиях устанавливают на собственные фундаменты или на сборно-разборные встроенные этажерки, конструкции которых не связаны с конструкциями каркаса здания. Реализация автономного метода может достигаться в зависимости от условий: заменой мостовых кранов напольными местными или мобильными грузоподъемно-транспортными средствами, манипуляторами и размещением мостовых кранов на самостоятельных эстакадах со строго ограниченными параметрами (пролет и грузоподъемность крана, длина эстакады).