Здания и их устойчивость при пожаре / Roytman - Zdaniya i ikh ustoychivost pri pozhare 2013

Наибольшее распространение получил стоечнобалочный каркас в рамно-связевом варианте (рис. 3.21). Основу стоечно-балочного каркаса составляют многоэтажные рамы, образованные колоннами и ригелями.

2

1–1

300(400)

11

300(400)

						300	300
L		L		220		450	600
						550	550
	а					б
				400
2	2–2	3	3	3–3	300(400)	800	800
	400
400(600)			300(400)			630
							400

в

Рис. 3.21. Стоечно-балочный каркас:

а– схема поперечной рамы каркаса;

б– колонны и ригели гражданских зданий;

в– колонны и ригели промышленных

исельскохозяйственных зданий

101

Безбалочный каркас (рис. 3.22) применяется в многоэтажных производственных зданиях в тех случаях, когда по санитарногигиеническим требованиям в помещениях необходимо наличие гладкого потолка (холодильники, мясокомбинаты и т. д.). По характеру работы под нагрузкой этот каркас является рамным. Его применяют только для сетки колонн 6×6 м.

				600
				1		2	1–1
		4	3				b
		1	2				h	Ø 400,
			1	1		b×h = 400×400
	6 000	6 000						500, 600
							500×500
	а					2–2	600×600
	1			150

2		4	6 000		2
2
	б	6 000		3

Рис. 3.22. Безбалочный каркас:

а – схема поперечной рамы каркаса; б – план конструктивной ячейки: 1 – колонна; 2 – капитель; 3 – межколонные плиты; 4 – пролетная плита

Каркас с межферменными этажами применяется в крупнопролетных многоэтажных промышленных зданиях (рис. 3.23). Этот каркас проектируют рамно-связевым.

102

		2
		1		3
	Рис. 3.23. Схема поперечной рамы каркаса	2
	с межферменными этажами:		4	3
	1 – производственный этаж;	1
	2 – межферменный этаж;	2
	3 – ферма;

4 – плиты перекрытия	1	3
		12 000 (18 000)

Одноэтажные железобетонные каркасы (рис. 3.24) применяют в производственных зданиях промышленных и сельскохозяйственных предприятий, оборудованных подвесными или мостовыми кранами; последние передвигаются по рельсовым путям вдоль подкрановых балок, установленных на консолях колонн. Каркасы проектируют рамносвязевыми на основе УГС, предусматривающих пролеты от 6 до 30 м, шаг колонн 6 и 12 м, высоту от 3 до 18 м.

Основу одноэтажного каркаса составляют поперечные одноили многопролетные рамы (рис. 3.24).

9

8

9

		6
5	7
4	2
3		10
	1

Рис. 3.24. Одноэтажный железобетонный каркас промышленного здания:

1 – столбчатый фундамент; 2 – колонна крайнего ряда; 3 – фундаментная балка; 4, 5 – наружная стеновая панель; 6 – колонна среднего ряда; 7 – подкрановая балка; 8 – плита покрытия; 9 – стропильная балка

103

3.3.2.Металлические каркасы

Металлические каркасы используют главным образом в одноэтажных промышленных зданиях с пролетами 30 м и более, высотой колонн более 18 м, при наличии мостовых кранов грузоподъемностью более 30 т. Металлический каркас целесообразен:

–в зданиях, возводимых в сейсмических и труднодоступных районах, не имеющих предприятий по изготовлению сборных железобетонных конструкций;

–в тех случаях, когда железобетонный каркас неприменим из-за агрессии внутренней среды;

–при наличии неунифицированных геометрических параметров здания или больших нагрузок на перекрытия (рис. 3.25).

Рис. 3.25. Пример одноэтажногометаллическогокаркасаздания

Основу металлического каркаса так же, как и железобетонного, составляют поперечные рамы, состоящие из колонн, жестко защемленных в фундаменте, и стропильных ферм, реже – из балок (рис. 3.26).

104

					17
	4		2		18
		5
					2
3		7	5		16
1					9
			6		3
		L
					8
			B
					1
					12
			13	10	11 14
					15

Рис. 3.26. Одноэтажныйметаллическийкаркаспромышленногоздания:

1 – колонны; 2 – стропильная ферма; 3 – подкрановая балка; 4 – вертикальные связевые фермы; 5 – растяжка в уровне нижнего пояса ферм;

6 – вертикальные крестовые связи между колоннами; 7 – горизонтальные крестовые связи в уровне нижнего пояса ферм;

8 – подкрановая консоль; 9 – ребра жесткости; 10 – траверса; 11 – анкерная плитка; 12 – анкерные болты; 13 – опорная плита; 14 – цементный раствор;

15 – бетонный фундамент; 16 – опорный столик; 17 – опорная планка; 18 – фасонка

3.3.3.Деревянные каркасы

Деревянные каркасы применяют в большепролетных общественных зданиях (спортивные залы, выставочные павильоны) и в одноэтажных производственных зданиях промышленных и сельскохозяйственных предприятий: одно- и многопролетных; бескрановых и с подвесными кранбалками грузоподъемностью до 3 т; с нормальным температурным режимом, а также с агрессивной средой.

Из деревянных конструкций в современном строительстве монтируются стоечно-балочные, рамные и арочные каркасы (рис. 3.27).

105

9 000

12 000

9 000

а

12 000–24 000

б

f > 1/6L

18 000–24 000

в

Рис. 3.27. Типы деревянных каркасов:

а – стоечно-балочный; б – рамный; в – арочный

Стоечнобалочные каркасы (рис. 3.27, а) проектируют в основном для производственных зданий. Пролеты перекрываются балками при пролетах от 6 до 18 м или фермами при пролетах от 12 до 30 м. При больших пролетах используют арки с затяжками.

Рамные каркасы (рис. 3.27, б) проектируют для общественных

ипроизводственных однопролетных зданий с пролетами от 12 до 24 м. Несущие рамы могут быть образованы из прямолинейных элементов (ригеля и стойки), соединенных нагелями, или с использованием зубчатого шипа; могут использоваться и гнуто-клеёные рамы.

Арочные каркасы (рис. 3.27, в) проектируют для общественных

ипроизводственных однопролетных зданий (склады минеральных удобрений, химического сырья и др.) с пролетами до 60 м и более. Стрела подъема арок f обычно не менее 1/6 пролета L, а высота сечения арки h –

до 1/30 L.

106

3.4.Наружные и внутренние стены

Стены – протяженные по длине вертикальные плоские конструкции. По характеру работы под нагрузкой они могут быть несущими, самонесущими и ненесущими (навесными). По материалу и способу возведения различают стены построечного типа (каменные, деревянные) и стены заводского изготовления (из блоков или панелей).

Среди каменных стен наиболее распространены стены из кирпича, выполненные в виде сплошной кладки (рис. 3.28) толщиной: 250, 380, 510, 640 мм и облегченные (рис. 3.29).

Рис. 3.28. Сплошная кирпичная кладка из силикатного кирпича и образец глиняного кирпича

65 12 65 25

Засыпка

Рис. 3.29. Облегченная кирпичная кладка из двух кирпичных стенок толщиной 65 мм и утеплителя из керамзита или легкого бетона

Сплошные (однослойные) конструкции применяют во внутренних стенах и нижних рядах наружных стен зданий повышенной этажности. Область применения облегченных (слоистых) конструкций ограничивается наружными стенами зданий высотой 3–5 этажей.

Крупноблочные стены гражданских и производственных зданий относят к однослойным бетонным конструкциям. Выполняются из стеновых блоков (рис. 3.30), толщина блочных стен – 300, 400, 500 и 600 мм.

107

h

L

b

Рис. 3.30. Пример стенового блока

Крупнопанельные бетонные стены являются основным типом стен в современных жилых зданиях. Стеновые панели могут быть однослойными и многослойными (двух- и трехслойные), включать утеплитель из минеральной ваты, пеностекла, фибролита, полистирольного и фенольного пенопластов.

Для стен жилых зданий используют панели высотой с этаж (2,8; 3,0; 3,3 м) и шириной в одну-две комнаты. Для стен общественных и производственных зданий применяют так называемые полосовые панели высотой: 0,9; 1,5; 1,8 м и шириной 6 и 12 м.

Толщина наружных стен определяется теплотехническим расчетом, исходя из условий обеспечения прочности, огнестойкости, а также необходимого температурного режима внутри здания или сооружения.

3.5.Перекрытия и крыши

3.5.1.Перекрытия

Перекрытия – горизонтальные комплексные конструкции, разделяющие здание на этажи. В состав междуэтажных перекрытий входят несущие элементы, пол, потолок. В состав чердачных, подвальных и других типов перекрытий дополнительно включают различные прослойки.

По конструктивной схеме различают балочные и безбалочные перекрытия (рис. 3.31).

108

4
2			3
3			2
1	а
1
4	1		5

	L			L
б			в
		Рис. 3.31. Схемы перекрытий:

а– балочные перекрытия; б – безбалочные перекрытия в виде настилов; в – безбалочные перекрытия в виде панелей размером «на комнату»:

1 – несущая стена; 2 – колонна; 3 – ригель; 4 – настил (панель); 5 – панель размером «на комнату»

В состав балочных перекрытий входят балки (ригели) и опирающиеся на них плиты (рис. 3.32).

Рис. 3.32. Элемент балочного перекрытия (железобетонные плиты, опирающиеся на стальные балки)

В безбалочных перекрытиях плиты опираются непосредственно на стены или колонны. Наиболее индустриальными, а потому и наиболее распространенными типами перекрытий являются сборные, монтируемые из элементов заводского изготовления.

109

Всостав сборных балочных перекрытий входят железобетонные ригели и панели (настилы), опирающие по двум сторонам.

Всборных безбалочных перекрытиях панели (настилы) самостоятельно опираются на стены, перекрывая часть помещения или все помещение целиком (панели на «комнату»).

Всостав сборномонолитных перекрытий наряду с элементами заводского изготовления входит монолитный железобетон в виде вставок, увеличивающих размеры сечений сборных элементов или для заполнения швов между ними.

Сборно-монолитным перекрытиям присущи положительные качества сборных конструкций. В частности, устройство сборно-монолитных перекрытий целесообразно в зданиях, возводимых в сейсмических районах, так как эти перекрытия обладают повышенной жесткостью по сравнению со сборными. Недостатком является необходимость организации на площадке двух процессов производства работ: монтажа конструкций и бетонирования участков, а также несколько завышенный расход бетона и арматуры.

Монолитные перекрытия изготовляются путем укладки бетонной смеси в опалубку – форму, соответствующую размерам и конфигурации будущего перекрытия. Их применяют в случаях, когда здания имеют сложную форму плана, при значительных динамических нагрузках на перекрытия или когда перекрытие является основным элементом, обеспечивающим пространственную жесткость здания (рис. 3.33).

	50–100					150–200
		70–100				4	6
1	4	3	4	2		5
					000	5
				5
		4			000–6
						6
					4
	1 500–3 000	1 500–3 000	6 000–9 000			5 000–6 000
а		б			в
		Рис. 3.33. Монолитные перекрытия:
	а – в виде гладкой плиты; б – балочное; в – безбалочное:

1 – стена; 2 – главная балка; 3 – второстепенная балка; 4 – плита; 5 – колонна; 6 – капитель

5 000–6 000

110