Конструкции промышленных зданий
Производственные здания, как правило, строят по каркасной схеме. В качестве основных схем каркасов производственных зданий приняты стоечно-балочные системы, выполняемые из унифицированных изделий. Для одноэтажных однопролетных зданий получили распространение также рамные и арочные (распорные) каркасы. Если несущие конструкции покрытий выполняют в виде пространственных систем - сводов, куполов, оболочек, складок и других, то они одновременно являются продольными и поперечными элементами каркаса.
Выбирая материал, надо учитывать размеры пролетов и шаг колонн, высоту зданий, величину и характер действующих на каркас нагрузок, параметры воздушной среды производства, наличие агрессивных факторов, требования огнестойкости, долговечности и технико-экономические предпосылки. Стоимость материалов и конструкций, их транспортирование часто превышает 60% от общей стоимости строительства зданий. Поэтому одна из актуальных задач повышения технического прогресса в строительстве — снижение материалоемкости и массы конструктивных элементов зданий.
Варианты выполнения несущего каркаса
В производственном строительстве возможны три варианта выполнения несущего каркаса зданий: железобетонный, стальной и смешанный (колонны железобетонные, фермы или балки покрытия — стальные или деревянные).
В отдельных случаях при соответствующем обосновании может быть применен неполный каркас с несущими каменными стенами. Вариант каркаса выбирают с учетом параметров пролетов, вида и грузоподъемности внутрицехового подъемно-транспортного оборудования, степени агрессивности среды производства, противопожарных требований, технико-экономических показателей и других факторов.
При выборе материалов и вида конструкций зданий учитывают также специфику местной строительной промышленности, геологические и климатические условия района строительства и архитектурно-художественные требования.
Детали конструкции каркаса
Каркас одноэтажного производственного здания обычно состоит из поперечных рам, образованных колоннами и несущими конструкциями покрытия (балки, фермы, арки и др. ), и продольных элементов: фундаментных, подкрановых, обвязочных балок, подстропильных конструкций, плит покрытия и связей. Когда несущие конструкции покрытий выполняют в виде пространственных систем — сводов, куполов, оболочек ит. п., они одновременно являются продольными и поперечными элементами каркаса. Каркасы многоэтажных производственных зданий из унифицированных железобетонных элементов заводского изготовления бывают с балочными или безбалочными перекрытиями.
Каркасы с балочными перекрытиями состоят обычно из поперечных рам, на ригели которых укладывают плиты перекрытий. Рамы каркаса собирают из вертикальных элементов колонн и горизонтальных элементов ригелей, которые соединяют между собой в узлах. Поперечные рамы каркаса обеспечивают жесткость здания в поперечном направлении, а плиты перекрытий, подкрановые балки и стальные вертикальные связи между колоннами — в продольном.
При значительных горизонтальных нагрузках в продольном направлении здания устанавливают ригели, жестко соединенные с колоннами, которые образуют продольные рамы каркаса. Железобетонный каркас с безбалочными перекрытиями состоит из вертикальных элементов колонн с капителями и плит, опертых на эти капители, образующих междуэтажные перекрытия.
Рис.2.1– Каркасы многоэтажных промышленных зданий: а - балочный, при оперании ригелей на консоли колонн (І - вариант перекрытий с опиранием ребристых плит на полке ригелей; ІІ – то же, с опиранием плит по верху ригелей); б - балочный, при бесконсольном опирании ригелей (ІІІ - перекрытия с ребристыми плитами; ІV - то же, с многопустотными); в - безбалочный с надколонными плитами, расположенными в двух направлениях; г - то же, с надколонными плитами, расположенными в одном направлении; 1 - ригель продольной рамы; 2 – сантехническая панель