Выбор материала каркаса промышленного здания

Промышленное здание может быть решено в стальном, железобетонном или смешанном (с железобетонными колоннами и стальными фермами) каркасе. Применение различных материалов для основных несущих конструкций каркаса ранее жестко регламентировалось техническими правилами ТП 101-81. В них рекомендовалось в основном использование сборных железобетонных конструкций (в целях экономии металла).

В последние годы в большинстве случаев проектирование и строительство новых промышленных зданий ведется в стальном каркасе, независимо от параметров пролетов и нагрузок на здание. Это объясняется большей индустриальностью, легкостью и быстрыми сроками возведения стальных зданий. Поэтому приведенные ниже сведения носят рекомендательный характер.

Область применения сборных железобетонных конструкций:

1. Колонны:

- при высоте (Н) от пола до низа стропильных конструкций меньше или равной 14,4 м и грузоподъемности (Q) мостовых кранов до 30 т включительно;

- при Н от 14,4 до 18 м включительно и Q >30 т (не требующие устройства проемов в теле колонн для прохода на уровне крановых путей);

- при отсутствии мостовых кранов.

2. Стропильные и подстропильные конструкции (балки, фермы):

- в отапливаемых бескрановых зданиях с пролетами (L) до 24 м и шагом колонн (Ш) 6 или12 м;

- в отапливаемых зданиях с подвесными кран-балками Q до 5 т включительно, пролетами (L) до 24 м и шагом колонн (Ш) 6 или12 м;

- в неотапливаемых зданиях с L до 18 м и подвесными кран-балками Q до 3,2 т.

3. Крупноразмерные конструкции плит покрытия на L≤18 м.

4. Фундаментные и обвязочные балки, стойки продольного фахверка, если колонны основного каркаса железобетонные.

5. Подкрановые балки длиной 6 и 12 м для кранов легкого и среднего режима работы Q до 32 т включительно.

 

Область применения стальных несущих конструкций в одноэтажных производственных зданиях.

1. Колонны:

- при высоте Н>14,4 м;

- при Ш>12 м;

- при наличии мостовых кранов общего назначения Q>50 т включительно;

- при наличии мостовых кранов весьма тяжелого режима работы Q<50 т;

- при двухъярусном расположении мостовых кранов.

2. Стропильные и подстропильные конструкции:

- в отапливаемых зданиях с L≥30 м;

- в неотапливаемых зданиях без кран-балок с L≥24 м;

- в неотапливаемых зданиях с L=18 при кран-балках Q=3,2 т;

- в зданиях с подвесными кран-балками Q>5 т, что превышает показатели, предусмотренные для типовых железобетонных конструкций;

- в зданиях с большими динамическими нагрузками (копровые цехи, взрывные отделения и т.п.);

- над горячими участками цехов с интенсивным теплоизлучением при температуре нагрева поверхностей конструкций более 100^оС (холодильники прокатных цехов, отделения нагревательных колодцев, печные и разливочные пролеты и т.п.).

3. Подкрановые балки, фонари, связи, ригели фахверка, стойки торцевого фахверка, стойки продольного фахверка при стальных колоннах основного каркаса.

 

СЕТКА РАЗБИВОЧНЫХ ОСЕЙ ЗДАНИЯ. РАЗБИВКА ЗДАНИЯ НА ТЕМПЕРАТУРНО-ДЕФОРМАЦИОННЫЕ БЛОКИ

Основные размеры здания в плане измеряют между разбивочными (координационными) осями, которые образуют геометрическую основу плана здания. Шаг колонн и величина пролетов принимаются кратными укрупненному строительному модулю 6М=6000 мм.

Промышленные здания разбиваются на температурно-деформационные блоки - отсеки, конструктивно не связанные друг с другом. При температурных воздействиях, неравномерных нагрузках и осадках такие отсеки деформируются независимо один от другого. Разбивка на температурно-деформационные блоки выполняется при помощи деформационных швов.

Таблица 3

Предельные расстояния между деформационными швами

Вид здания

Материал каркаса

Стальной

Сборный железобетон и смешанный

Монолитный железобетон

вдоль пролета в поперечном направлении Отапливаемые здания   230 м 150 м 60 м 50 м Неотапливаемые здания и горячие цехи 200 м 120 м 40 м 30 м

Если в здании с железобетонным или смешанным каркасом соседние пролеты имеют разную высоту, то по линии перепада высот устанавливают два ряда колонн (поскольку конструкции типовых железобетонных покрытий не допускают опирания стропильной конструкции на одну колонну в разных уровнях). В этом случае деформационный шов образуется автоматически.

Шаг колонн по линии перепада высот рекомендуется принимать равным шагу крайних колонн, принятому в здании. Это обеспечивает возможность одинакового решения наружных стен по линии перепада высот и по наружному контуру здания. При двух рядах колонн по линии перепада высот необходимы две разбивочные оси, располагающиеся на строго определенном расстоянии одна от другой, которое называется вставкой (с) (см. узел 3 рис. 1, 2).

В продольном температурном шве при одинаковой высоте соседних пролетов также устанавливают два ряда колонн на двух разбивочных осях со вставкой между ними. При этом шаг колонн в температурном шве должен быть равен шагу, принятому для средних колонн, поскольку наружная стена в плоскости температурного шва отсутствует.

При стальном каркасе продольный шов в местах перепада высот выполняется на одной колонне с опиранием на нее стропильных ферм в двух уровнях. В этом случае колонна привязывается сразу к двум продольным осям со вставкой между ними 250 мм.

Примыкание поперечных пролетов к продольным, независимо от материала каркаса, также решается путем постановки парных колонн, относящихся к разным пролетам, по двум разбивочным осям со вставкой между ними (см. узлы 4, 5, 6 рис. 1,2,3). При наличии поперечных пролетов для всего здания сохраняется единая сетка разбивочных осей.

У поперечного температурного шва в продольных пролетах каждая часть здания должна иметь свои колонны. Здесь, по типовым решениям, температурный шов выполняется без вставки. Несмотря на постановку парных колонн, сохраняется одна разбивочная ось (см. узел 2 рис.1, 2).

ПРАВИЛА ПРИВЯЗКИ К РАЗБИВОЧНЫМ ОСЯМ

Применение типовых конструкций требует, чтобы все колонны в плане были расположены строго определенно по отношению к разбивочным осям. Размеры привязок назначаются так, чтобы свести к минимуму применение доборных элементов или дополнительных работ на месте по закрытию промежутков между типовыми элементами заводского изготовления.