7.2. Конструктивные схемы промышленных зданий

Одноэтажные промышленные здания бывают однопролетные и многопролетные (рис. 63, 64).

Рис. 63. Одноэтажное однопролетное каркасное промышленное здание с мостовыми кранами

1 – железобетонные колонны; 2 – фермы покрытия; 3 – плиты покрытия; 4 – самонесущие стены; 5 – фундаментные балки; 6 – подкрановые балки; 7 – мостовой кран.

Пролетом называется расстояние между продольными разбивочными осями несущих стен или отдельных опор. Шагом принято называть расстояние между поперечными разбивочными осями несущих стен или отдельных опор.

Конструктивная схема многопролетных зданий решается в виде каркаса из железобетонных или стальных колонн, образующих совместно с несущими элементами покрытия (балками, фермами) систему поперечных рам. В целях придания каркасу пространственной жесткости рамы соединяют между собой при помощи плит покрытия, подкрановых балок и ветровых связей.

Стены таких зданий могут быть или самонесущими, опирающимися на фундаментные балки, уложенные на фундаменты, или ненесущими – передающими нагрузку на стойки каркаса.

Одноэтажные промышленный здания требуют значительной ширины. При их возведении для опирания покрытия и устройства крановых путей возникает необходимость в установке внутренних колонн, ряды которых делят здание на пролеты. Многопролетные здания могут быть равнопролетными (рис. 64) и разнопролетными.

Рис. 64. Многопролетное здание с равными пролетами:

1 – колонны крайние; 2 – то же, средние, 3 – фонарь; 4 – внутренний водосток.

Разнопролетные здания применяют в цехах, оборудование которых резко отличается габаритами или по условиям технологии должно размещаться на разных отметках.

Характерным признаком зданий пролетного типа является значительное превышение размеров пролета над продольным шагом колонн и организация движения основных потоков вдоль здания.

Многоэтажные промышленные здания по своей конструктивной схеме бывают с полным (рис. 65) или неполным каркасом (рис. 66) и, как правило, с бесчердачным покрытием.

Высотой этажа промышленного здания называют расстояние от пола до низа несущей конструкции на опоре в одноэтажных зданиях, или расстояние от пола данного этажа до пола вышележащего этажа в многоэтажных зданиях.

Рис. 65. Многоэтажное промышленное здание с полным каркасом:

1 – самонесущая стена; 2 – ригель с полками; 3 – ребристые плиты; 4 – консоль колонны.

Рис. 66. Многоэтажное промышленное здание с неполным каркасом (с несущими стенами и внутренним железобетонным каркасом):

1– несущие стены; 2 – колонны; 3 – ригели; 4 – плиты перекрытий.

7.3. Каркасы промышленных зданий

7.3.1. Железобетонный каркас одноэтажных зданий из сборных элементов

Каркасы промышленных зданий выполняют в основном из сборного железобетона (рис. 67).

Основными элементами железобетонного сборного каркаса одноэтажных промышленных зданий являются фундаменты, фундаментные балки, колонны, несущие элементы покрытия (фермы), подкрановые балки и связи.

В каркасах большой протяженности устраивают температурные швы, расчленяющие каркас на отдельные участки, называемые температурными блоками.

Рис. 67. Общий вид железобетонного каркаса:

1 – колонна; 2 – подкрановая балка; 3 – ферма; 4 – плиты покрытия; 5 – рама фонаря;

6 – стальные связи.

Колонны подразделяют на две группы: одноветвевые (рис. 68, 69) и двуветвевые (рис. 70).

Рис. 68. Сборные одноветвевые железобетонные колонны для бескрановых пролетов одноэтажных зданий.

Рис. 69. Сборные одноветвевые железобетонные колонны для крановых пролетов.

.

Рис. 70. Сборные железобетонные двуветвевые колонны для крановых пролетов.

Те и другие делятся на крайние, расположенные вдоль наружных продольных стен, и средние (в многопролетных зданиях). Одноветвевые бесконсольные колонны применяют в пролетах без кранов или с подвесными кран-балками, колонны с консолями – в пролетах, оборудованных мостовыми кранами.

Двуветвевые колонны находят применение в крупнопролетных зданиях (10,8 м и выше) большой высоты с мостовыми и подвесными кранами.

Фундаменты под колонны каркаса применяют сборные железобетонные стаканного типа или свайные. В зависимости от размеров и общего веса конструкция фундамента может состоять из одного или нескольких элементов.

Верхнюю плоскость фундамента располагают на 150 мм ниже уровня чистого пола. По выровненной поверхности устраивают горизонтальную гидроизоляцию и возводят стены.

Подкрановые балки служат для передвижения по ним мостовых кранов (рис. 70). Одновременно они являются продольными связями между стойками каркаса. Для кранов грузоподъемностью до 30 тонн применяют типовые подкрановые балки из сборного предварительно напряженного железобетона.

Рис. 70. Опирание подкрановой балки на колонну:

1 – колонна; 2 – подкрановая балка.

Верхние полки балок служат для крепления к ним крановых рельсов и восприятия горизонтальных инерционных усилий, вызываемых торможением крановой тележки.

Стропильные балки бывают односкатные, двускатные и с горизонтальными поясами для зданий с плоской крышей и предназначаются для установки с шагом 6 и 12 метров. Их можно опирать как на колонны, так и на несущие стены.

Стропильные фермы выполняются из сборного предварительного напряженного железобетона для пролетов 12, 24 и 30 метров и предназначены для установки с шагом 6 и 12 метров (рис. 71).

Рис. 71. Железобетонные предварительно напряженные стропильные фермы:

а – сегментная ферма; б – ферма с горизонтальными поясами.

По очертанию фермы предусмотрены двух типов: сегментные и с горизонтальными поясами.

Подстропильные конструкции применяются в средних рядах многопролетных зданий для опирания ферм или балок покрытия в тех случаях, когда их шаг составляет 6 метров, а шаг колонн средних рядов – 12 метров. Их устанавливают вдоль здания по верху колонн.

Колонны и основные несущие элементы покрытий образуют ряд поперечных рам. Для обеспечения пространственной жесткости каркаса между этими рамами необходима система связей. Связи, располагаемые в плоскостях верхнего или нижнего поясов ферм, называют горизонтальными, а связи, устанавливаемые в вертикальных плоскостях между фермами или колоннами – вертикальными. Роль горизонтальных связей выполняют крупноразмерные панели покрытия, скрепляемые с верхними поясами ферм и балок. Для восприятия инерционных сил при торможении кранов между колоннами в продольных рядах устраивают вертикальные связи (крестовые или портальные) (рис. 72).

Рис. 72. Вертикальные связи между колоннами:

а – крестовые; б – портальные;

1 – железобетонные колонны; 2 – подкрановые балки; 3 – балки покрытия;

4 – вертикальные связи.