Архитектура зданий

Конспект по дисциплине

«архитектура зданий»

Раздел 1 Конструкции промышленных зданий.

Тема 1.1. Классификация и конструктивные системы промышленных зданий.

Промышленные здания - это здания, предназначенные для размещения промышленных производств.

Промышленные здания классифицируют по следующим признакам:

      по этажности: одноэтажные, многоэтажные;

      по назначению: производственные (основные и вспомогательные);

энергетические (ТЭЦ, котельные, трансформаторные подстанции)

транспортно-складские (гаражи, склады, локомотивное депо)

административно-хозяйственные и бытовые (инженерные, лабораторные корпуса, поликлиники)

сантехнические для обслуживания водопроводов и канализаций (насосные, водопроводные башни);

      по материалу конструкций каркаса:

   стальные,

железобетонные,

комбинированные;

      по огнестойкости: для зданий 1 класса не менее 2 степени;

для зданий 2 класса не менее 3 степени;

для зданий 3 4 классов степень огнестойкости не нумеруется;

Промышленные здания должны удовлетворять общим требованиям: функциональным, техническим, противопожарным, индивидуальным, архитектурно- художественным.

Для перемещения сырья, полуфабрикатов, готовой продукции промышленные здания оснащают разнообразными видами подъемно-транспортного оборудования, включающего:

1)     Экипажное оборудование (автокары, автопогрузчики, козловые краны и т.д.)

2)     Оборудование станинного типа (конвейеры, элеваторы, транспортеры и т.д.)

3)     Подвесные краны (кран грузоподъемностью от 0.25 до 5 т.)

4)     Мостовые электрокраны (кран грузоподъемностью от 5 до 600т.)

5)     Консольные поворотные краны (кран грузоподъемностью от 5т.)

Параметры объемно- планировочного решения:

а)   Пролет- расстояние между разбивочными осями продольных рядов колонн и стен;

б)   Шаг- расстояние между разбивочными осями поперечных рядов колонн и стен;

в)   Сетка колонн- совокупность расстояний между колоннами в продольном и поперечном направлениях.

Высота этажа- расстояние от уровня пола до низа несущей конструкции покрытия  или расстояния между уровнями чистых полов.

Одноэтажные промышленные здания по конструктивному решению бывают:

-каркасные – представляют собой систему колонн, связанную с покрытием. наиболее распространенный тип здания в строительстве.

-бескаркасные – имеют наружные несущие стены, усиленные пилястрами

-с неполным каркасом – включают наружные несущие стены и внутренние опоры

-шатровые – не имеют вертикальных опор и наружных стен. Покрытия в таких зданиях опираются непосредственно на фундамент.

Многоэтажные здания предназначены для производства с вертикальной технологической схемой или предприятий, использующих легкое технологическое оборудование.

Многоэтажные промышленные здания в конструктивном отношении могут быть:

      С полным каркасом и самонесущими или ненесущими наружными стенами;

      С неполным внутренним каркасом и несущими наружными стенами;

      С несущими стенами.

Тема 1.2. фундамент и фундаментные балки.

По характеру конструктивного решения и особенностям выполнения различают следующие типы фундаментов промышленных зданий:

      Ленточные

      Столбчатые

      Свайные

По технологии воздействия фундаменты разделяются на:

      Монолитные

      Сборные

По величине заглубления:

      Мелкого заложения

      Глубокого заложения

Фундаменты должны обладать:

1.      Механической прочностью

2.      Высокой морозостойкостью

3.      Долговечностью

4.      Экономичностью

Монолитный столбчатый фундамент под ж\б колонну условно делится на две части:

      Подколонник

      Плита,

В верхней части подколдонника размещен стакан для колонны. Стакан по верху на 150мм, по низу 100мм больше размеров колонны. Это обеспечивает удобства монтажа и лучшею центровку колонны. Глубина стакана принимают на 50-150мм больше заводимой в стакан части колонны. Зазоры между стенками стакана и поверхностью колонны заполняют бетоном на мелком гравии или цементно-песчанным раствором. Соединение двухветвевых колонн с фундаментом можно осуществлять в одном общем стакане или в двух стаканах под каждую ветвь. Под каждую из близрасположенных колонн требуется свой стакан. При отсутствии в номенклатуре нужного двух стаканного подколонника фундамент устраивают монолитный.

Сборные ж\б фундаменты изготовляют одноблочными или составными. Верхний элемент фундамента – подколонник опирают на один, два, или три фундаментных блоков. Нижний ряд блоков укладывают на песчаную подготовку, располагая их на расстоянии 600мм один от другого. После установки подколонника пазы между подколонником и плитами зачеканивают. Сборные фундаментные плиты располагают на выравнивающем слое песка.

Ж\б фундаменты под стальные(металлические) колонны выполняется столбчатым с подколонником сплошного сечения. Подколонник снабжается анкерными болтами, которые на нижних концах имеют крюки или анкерные плиты, а на верхних выступающих концах – винтовую нарезку для закрепления с помощью гаек стальной колонны на фундаменте. Верх подколонника располагают на отметке -0.600 или -0.200.у колонны устраивают опорную базу – башмак. Под торец колонны укладывают стальной лист, обеспечивающий равномерную передачу нагрузки на большую площадь бетона фундамента.

Ж\б фундаментные балки имеют трапециевидное или тавровое сечение. Их размеры зависят от шага колонн. Балки, прилегающие к температурному шву и торцевым стенам, укорачиваются на 500 мм. Верх фундаментных блоков располагаю на 30 мм ниже уровня пола. Устанавливают балку на подливку из цементно-песчанного раствора толщиной 20мм. По фундаментным балкам устраивают гидроизоляцию стен, состоящую из одного-двух слоев рулонного водонепроницаемого материала на мастике. Во избежание деформации балок в следствии пучения грунтов с низу и боков балок предусматривают подсыпку из шлака, песка или кирпичного щебня. Балки изготовляют из бетона класса В15-В30.

Свайные фундаменты под колонны промышленных зданий состоят из забивных или набивных свай, поверх которых укладывают ростверк и ж\б башмак со стаканом для заделки колонн. Свайные фундаменты устраивают в случае залегания у поверхности земли слабых грунтов и при наличии грунтовых вод.

Тема 1.3 железобетонные конструкции промышленных зданий.

Каркас одноэтажного здания – это пространственная система, состоящая из колонн, подкрановых балок и несущих конструкций покрытия.

Колонна – вертикальный несущий элемент ж\б каркаса.

По расположению в здании колоны подразделяются на:

                                      Колонны крайних рядов - прямоугольного постоянного по высоте сечения. Колонны изготовляются из бетона класса В15 – В30. основная рабочая арматура – стержневая из горячекатаной стали периодического профиля класса А - III. Для крайних колонн при шаге 6 м, высоте не более 14,4 м и грузоподъемности крана меньше или равной 30т принята нулевая привязка, а в остальных случаях 250мм.(крайние – одноконсольные)

                                      Средние колонны, имеющие в плоскости поперечной рамы размер сечения менее 600мм, снабжены вверху двухсторонними консолями с таким выступом, чтобы длина площадки для опирания конструкции покрытия была равна 600мм. При размере сечения 600мм и более колонны не имеют консолей. (средние - двухконсольные)

                                      Колонны внутренних и наружных рядов, устанавливаемые в местах расположения вертикальных связей, должны иметь закладные детали для закрепления связей. Колонны изготавливают из бетона класса В15, В25. основная рабочая арматура – стержневая из горячекатаной стали периодического профиля класса А – III.

                                      Колонны постоянного сечения применяют в зданиях без мостовых кранов и в зданиях с подвесными кранами.

                                      Колонны прямоугольного сечения для здания с мостовыми кранами, имеющие консоли, применяют в зданиях пролетом 18 и 24 м, высотой до 10,8 м, оборудованных мостовыми кранами грузоподъемностью10 – 20т.

                                      Двухветвенные колонны применяются в зданиях пролетом 18, 24, 30м, высотой от 10,8 до 18м, оборудованных кранами грузоподъемностью до 50т

Подкрановые и обвязочные балки.

Ж\б подкрановые балки применяют в зданиях при шаге колонн 6 и 12 м, при грузоподъемности  кранов до 30т. балки имеют тавровое и двутавровое сечение с утолщением стенок на опорах. Унифицированные размеры балок принимают в зависимости от шага колонн и грузоподъемности крана. Изготовляют из бетона класса В25,В36,В40 с предварительно напряженной арматурой. В балках предусматриваются закладные элементы для крепления к колоннам и для крепления к ним крановых рельсов. Крепят подкрановые балки к колоннам сваркой закладных элементов и анкерных болтов.

Обвязочные ж\б балки предназначены для опирания кирпичных и мелкоблочных стен в местах перепада высот пролетов, а также для повышения прочности и устойчивости высоких самонесущих стен. Обычно балки устраивают над оконными проемами. ж\б обвязочные балки имеют длину 5950 мм, высоту сечения 585 мм. Ширину 200, 250, 380 мм. Их устанавливают на стольные опорные столики и крепят к колоннам с помощью стальных планок, привариваемых к закладным элементам. Стены над обвязочными балками можно предусматривать сплошными, с отдельными проемами, с ленточным остеклением. Балки изготовляются из класса В15.

Стропильные и под стропильные балки и фермы.

Балки и фермы – это несущие элементы в покрытиях здания, укладываемые поперек или вдоль здания.

Ж\б стропильные балки перекрывают пролеты 6, 9, 12 и 18м.. Для их изготовления используют бетон класса В15 – В40. На верхнем поясе блок предусматривают закладные детали для крепления плит покрытия или прогонов, на нижней полки и стенки балки – закладные детали для крепления путей подвесного крана. Балки крепят к колоннам сваркой закладных деталей.

Названия балок зависят от очертания верхнего пояса:

1.                  односкатные балки применяются в однопролетных зданиях. Балки имеют тавровое сечение с утолщением на опорах и с толщиной стенки 100 мм. Для 12-метровых пролетов используются балки двутаврового сечения с предварительно напряженной арматурой.

2.                  двускатные балки предназначены для зданий со скатной кровлей. Для пролетов 6 и 9 применяются балки таврового сечения с утолщением на опоре и с толщенной стенки 100 мм. Для 12 – 18-метровых пролетов предназначаются балки двутаврового сечения с вертикальной стенкой толщиной 80 мм и с предварительно напряженной арматурой.

3.                  решетчатые балки имеют прямоугольное сечение с отверстиями для пропуска труб, электрокабелей и др.

4.                  балки с параллельными поясами используются для зданий с плоской кровлей, они имеют двутавровое сечение с утолщением в опорных узлах  и толщиной вертикальной стенки 80 мм.

Ж\б стропильные фермы используются в зданиях с пролетом 18, 24, 30, 36 м. Между верхними и нижними поясами ферм располагает систему стоек и раскосов. Решетка ферм предусматривается таким образом, чтобы плиты перекрытия шириной 1,5 и 3 м опирались на фермы в узлах стоек и раскосов. В основном применяются плиты 3м. на особо нагруженных участках 1,5м. Широкое применение получили сегментные безраскосные фермы пролетом 18 и 24 м, сечения верхнего и нижнего пояса прямоугольные.

Ж\б подстропильные фермы изготовляют из бетона класса В25 - В40. нижний пояс выполняют предварительно напряженным и армируют пучками из высокопрочной проволоки. Для армирования верхнего пояса, раскосов и стоек применяют сварные каркасы из горячекатаной стали периодического профиля. Крепят фермы к колоннам болтами и сваркой закладных деталей. В фермах предусмотрены закладные детали. В опорных частях подстропильной фермы и в ее среднем нижнем узле предусмотрены площадки для опирания стропильных ферм.

Подстропильные фермы изготовляют трех видов:

1)     Для молоуклонных кровель большей высоты.

2)     Для скатных кровель меньшей высоты с устройством стоек на опорах, служащих опорой для крайних настилах покрытия.

3)     С провисающим нижним поясом.

Связи между колоннами устанавливают поэтажно в середине температурного блока по продольным рядам колонн. Их изготовляют из стальных уголков в виде порталов или треугольников такой же конструкции, как и в одноэтажных зданиях.

Узлы сборного ж\б каркаса.

Узлы – это места сопряжений разнотипных элементов сборного каркаса.

Узлы каркаса – это опорные соединения однотипных и разнотипных сборных элементов, обеспечивающих пространственную жесткость конструктивных стержней.