Архитектура зданий

Требования:

      Прочность

      Жесткость

      Долговечность

      Неизменяемость сопрягаемых элементов при действии монтажных и эксплуатационных нагрузок.

      Простота при монтаже и заделки.

Сопряжение колонн с фундаментом.. Глубина заделки колонн прямоугольного сечения 0,85м, двухветвенного – 1,2м.стык замоноличивают бетоном класса не ниже В15. бороздки на гранях колонны способствуют лучшему сцеплению бетона в плоскости стыка.

Опирание подкрановой балки на выступы колонны. К опорам балки приваривают стальной лист с вырезами для анкерных болтов. На опорах колонны балку закрепляют к анкерным болтам и приваривают закладные детали. Верхнюю полку подкрановой балки закрепляют стальными планками, приваренными к закладным деталям.

Сопряжение стропильных ферм и балок с колоннами. К опорам стропильных конструкций приваривают стальные листы. После установки и выверки опорные листы стропильных конструкций приваривают к закладным деталям на оголовке колонны.

Опирание подстропильных конструкций на оголовке колонны. Закладные детали стыкуемых элементов сваривают потолочным швом.

Крепление подвесных кранов к конструкциям покрытия. Несущие балки кранов закрепляют болтами к стальным обоймам на стропильных конструкциях. Перекидные балки перераспределяют нагрузку от подвесных кранов между узлами стропильных ферм.

Сопряжение стропильных и подстропильных элементов анологчно креплению ферм и балок на оголовке колонн.

Привязка колонн к разбивочным осям здания.

В одноэтажных промышленных зданиях с ж\б и смешанным каркасами колонны крайних рядов по отношению к продольным разбивочным осям имеют нулевую привязку.

Колонны средних рядов в ж\б, стальном и смешанных каркасах имеют по отношению к продольной разбивочной оси центральную привязку.

Колонны крайних рядов в стальном каркасе по отношению к продольной разбивочной оси имеют привязку 250 мм и совмещаются с внутренней гранью стеновой панели с зазором 30 мм.

Торцовые колонны основных рядов любого каркаса по отношению к крайней поперечной разбивочной оси имеют привязку 500 мм.

Колонны фахверка независима от рода материала по отношению к поперечной разбивочной оси имеют нулевую привязку.

Для обеспечения пространственной жесткости и устойчивости колонн в вертикальном направлении в середине температурного блока между колоннами предусматриваются вертикальные стальные связи (при шаге колонн 6 м – крестовые, при шаге 12 м – портальные).

Многоэтажный сборный ж\б каркас.

В многоэтажном сборном каркасе балочного типа несущими элементами являются фундаменты с фундаментными балками, колонны, ригели, панели перекрытия, а также металлические связи.

Узлы сопряжения:

      Сопряжение ригелей с колоннами достигается сваркой закладных деталей ригелей и консолей колонн, а также сваркой выпусков верхней арматуры ригелей со стержнями, пропущенными сквозь тело колонны.

      Стыки колонн многоэтажных зданий для удобства монтажа предусматривают на высоте 0,6 м от уровня пола. Торцы колонн снабжены стальными оголовками.

      Стыки плит перекрытия. Уложенные плиты соединяют сваркой закладных деталей с ригелями, с колоннами и между собой. Полости стыков между ребрами замоноличивают бетоном.

Привязка колонн крайних рядов и наружных стен к продольным разбивочным осям нулевая, либо разбивочная ось здания проходит по центру колонны. Привязка колонн торцовых стен принимается 500мм, а в зданиях сеткой колонн 6*6м – осевая. Колонны средних рядов располагаются на пересечении продольных и поперечных осей.

Безбалочный ж\б каркас с сеткой колонн 6*6м в виде многоярусной и многопролетной рамы с жесткими узлами и нагрузками на перекрытие от 5 до30кН\м².:

Основные элементы каркаса:

      Колонны

      Капители

      Межколонные плиты

      Пролетные плиты

Узлы:

                       Стыки колонн, расположенные на одном метре выше перекрытия, такой же конструкции, как и в балочном перекрытии.

                       Стык капители с колонной. На четырехстороннюю консоль колонны опирают капитель, привариваю снизу закладные детали, а сверху арматурные накладки.

                       Стыки плит перекрытия. Межколонные плиты опирают выпусками арматуры на закладные детали, замоноличивая стык бетоном.

Тема 1.4. Стальные конструкции одноэтажных промышленных зданий.

Стальной каркас – пространственная система металлических конструкций, образованная колоннами, подкрановыми балками, фермами, прогонами и связями.

Каркасы одноэтажных промышленных зданий с пролетами 18, 24, 30, 36 м. и шагом колонн 6 и 12 м возводят из типовых металлических конструкций.

Элементы каркаса изготовляют из малоуглеродистых и высокопрочных сталей. Сопряжение элементов стального каркаса осуществляют на болтах, сварке и заклепках.

Типы стальных колонн. Опирание их на фундамент.

В колоннах различают следующие части:

      Оголовок, воспринимающий нагрузку от вышележащих конструкций.

      Стержень, имеющий надкрановую и подкрановую части.

      Башмак, передающий нагрузку на фундамент.

Стальные колонны различают по следующим признакам:

      По место положению: для крайних и средних рядов.

      По конструкции ствола: постоянного сечения и переменного сечения.

      По сечению ствола: сплошные, сквозные, смешанные.

Колонны постоянного сечения представляют собой прокатные сварные двутавры с консолями для опирания подкрановых балок. Их устанавливают в бескрановых или крановых зданиях высотой 8,4 – 9,6 м.

Ступенчатые двухветвевые колонны предназначены для зданий с высотой этажа 9,6 – 18 м, оборудованных кранами грузоподъемностью до 125т. Надкрановая часть колонны выполняется из сварного двутавра, подкрановая состоит из двух ветвей, соединенных решеткой.

Подкрановые балки.

Двутавровые балки пролетом 6 и 12 м применяют в зданиях с мостовыми кранами грузоподъемностью до 200т. сечение балок симетричное или асимметричное, вертикальная стенка сплошная, усиленная двусторонними ребрами, расположенными через 1,5 м. высота подкрановых балок 600 – 2050 мм, их изготавливают из прокатного металла и сварными.

По статической работе подкрановые балки делят на:

      Разрезные

      Неразрезные

При шаге колонн 6 м верхние пояса подкрановых балок связывают тормозными балками только в связевых шагах колонн. Балки опирают на колонны через опорные торцовые ребра и крепят к ним болтами и планками.

Стропильные и подстропильные фермы покрытий.

Стропильные фермы с параллельными поясами предназначены для устройства плоской кровли из ж\б плит или стального профилированного настила. Шаг ферм 6, 12 м.

Элементы фермы изготовляют из уголков, широкополочных тавров, соединяемых в узлах электросваркой или высокопрочными болтами. Верхний и нижний пояса фермы имеют уклон 1,5 %, что компенсирует провисание конструкции в процессе эксплуатации.

Подстропильные фермы необходимо устанавливать при шаге колонн крайних рядов 6 м, а средних 12 м и более. Фермы шарнирно опирают на колонны. Решетка ферм определяется целесообразным распределением усилий между раскосами и стойками. При этом расстояние между углами ферм принимают обычно по верхнему поясу 3 м, по нижнем – 6 м.

Стальные типовые фермы пролетом 18 – 36 м применяют в плоских и скатных покрытиях. Их изготавливают  из углеродистых и низколегированных сталей.

Связи в стальном каркасе.

Вертикальные:

      Между стальными колоннами разделяют на основные и верхние. Основные располагают на высоте подкрановой части колонны в середине температурного блока в каждом ряду колонн. Верхние вертикальные связи располагают по границе температурного блока и в местах расположения вертикальных связей между фермами покрытия.

      Между стропильными фермами закрепляют вертикальные крестовые связи или фермочки с параллельными поясами. Их располагают между опорами ферм по краям и в середине пролета.

Горизонтальные:

      Горизонтальные связи по нижним поясам ферм располагают поперек и вдоль пролетов, поперечные – у торцов и температурных швов. Если температурный блок 120 – 150 м  и краны большой грузоподъемности, то промежуточные связевые фермы устраивают через 60 м.

      Горизонтальные связи по верхнему поясу ферм устанавливают в торцах и у температурного шва. Если длина блоков больше 6 м, то через 42 – 60 м ставят промежуточные связевые фермы. Распорки устанавливают на участках покрытия под фонарями в коньковых узлах ферм.

Узлы стального каркаса.

Опирание подкрановых балок на консоли или выступы колонн осуществляется нижней строганой кромкой опорных ребер, которые соединяются между собой болтами.

Сопряжение стропильных ферм с колоннами выполняют шарнирным. К надопорной стойке, закрепленной на оголовке колонны, прикрепляют болтами верхний и нижний пояса ферм.

Сопряжение подстропильных ферм на оголовке колонны. Нижний пояс фермы примыкает к надопорной стойке из сварного двутавра и крепится к ней болтами.

Сопряжение стропильной фермы с подстропильной осуществляют на опорном столике нижнего пояса.

Смешанные каркасы.

Смешанный – каркас, у которого сжатые и сгибаемые элементы выполнены из различного материала.

Виды каркаса:

      Колонны – ж\б, подкрановые балки, несущие конструкции покрытия – стальные.

      Колонны – ж\б, несущие конструкции покрытия – деревянные.

      Колонны – металлические, конструкции покрытия – деревянные.

Металлические фермы устанавливают на ж\б колонны через опорную плиту. Смонтированные конструкции закрепляют анкерными болтами, заделанными в оголовке колонны.

Здания из легких металлических конструкций.

Легкими – называют несущие конструкции, прочность которых повышена благодаря применению высоких марок металла и эффективных профилей, а ограждающие элементы выполнены из тонколистового металла с эффективным утеплителем.

Из легких металлических конструкций возводят одноэтажные промышленные здания пролетом 18 и 24 м. шаг колонн в крайних рядах 6 и 12 м, в средних – 12 м.

Структурные покрытия из прокатных профилей и труб .колонны в таких зданиях из прокатных или сварных двутавров, из труб диаметром 325 – 530 мм. Подкрановые балки двутавровые сварные. Фермы из круглых труб разработаны для устройства по ним легкого покрытия из стального профилированного листа.

Покрытие – пространственная структура, собранная из прокатных уголков и труб.

Здания из легких металлических конструкций предназначены для предприятий машиностроения, легкой, пищевой и деревообрабатывающей промышленности.

Тема 1.5. Стены.

По характеру статистической работы стены подразделяют:

      Ненесущие – передают свой вес на колонны каркаса, за исключением нижнего подоконного яруса, опирающегося на фундаментные балки.

      Самонесущие – несут собственный вес в пределах высоты здания и передают его на фундаментные балки.

      Несущие – выполняются из кирпича и блоков. Воспринимают вес покрытия, ветровые усилия, иногда транспортные нагрузки.

По конструкции:

      Наружные и внутренние

      Продольные и торцовые

По материалу:

      Кирпичные

      Блочные

      Панельные

      Листовые материалы

Требования:

      прочность и устойчивость

      огнестойкость

      долговечность

      индустриальность возведения

      архитектурно – художественные

      экономичность

Фахверк – дополнительный каркас в одноэтажных промышленных зданиях.

Он устанавливается в плоскостях торцовых и продольных стен. Фахверк состоит из стоек и ригелей и обеспечивает устойчивость протяженных или высоких стен промышленного здания.

Применение:

                                           при стенах из асбестоцементных и металлических листов

                                           в зданиях высотой более 30 м независимо от конструкции стен

                                           в зданиях с тяжелым режимом работы кранов при кирпичных стенах

                                           при шаге колонн 12 м и длине наружных панелей 6 м.

Стены из кирпича устраивают для зданий, имеющих небольшие размеры и большое количество дверей и технологических отверстий, а также связанных с производством, где повышенная влажность и агрессивная среда. Толщина кирпичных стен зависит от теплотехнических требований и составляет 250, 380, 510 м. Кладка может выполнятся сплошной и облегченной.

По восприятию нагрузки кирпичные стены бывают:

      несущие, образующие остов здания. Их опирают на ленточные фундаменты, в местах укладки балок или ферм усиливают изнутри пилястрами.

      Самонесущие, примыкающие к колоннам каркаса. Их опирают на фундаментные балки.

      Навесные, опертые на обвязочные балки, располагаемые над оконными проемами.

Крупнопанельные стены.

В каркасных зданиях крупнопанельные стены выполняют самонесущими и навесными.