Курс лекций по промышленным зданиям

А.Н.Шихов, Д.А.Шихов

Конструктивное решение одноэтажных

Промышленных зданий

Каркасы одноэтажных промышленных зданий выполняют преимущественно из сборного железобетона и стали.

Основными элементами конструктивного решения одноэтажных промышленных зданий являются: фундаменты, колонны, подкрановые балки, стропильные и подстропильные конструкции, наружные ограждения стены и кровля.

Наиболее часто для одноэтажных промышленных зданий используют сборный железобетонный каркас, состоящий из поперечных рам в виде жестко защемленных в фундаменты колонн и шарнирно опирающихся на них стропильных конструкций, объединенных в пространственную систему плитами (или прогонами) покрытия, связями

и другими элементами (рис.Х-2).

При выборе материала для элементов каркаса учитывают размеры полетов и шага колонн, высоту здания, величину и характер крановых нагрузок, параметры и агрессивность воздушной среды, район строительства, требования огнестойкости и долговечности и технико - экономические факторы.

Колонны

В зависимости от объемно - планировочных параметров крановой нагрузки, режима работы мостового крана, а также технологического процесса и состояния внутренней среды в цехе, колонны могут быть приняты из железобетона, металла или комбинированными.

Железобетонные колонны. Для зданий цехов, не имеющих кранового оборудования, применяют колонны прямоугольного сечения высотой до 9, 6 м (рис.17, а, б). Колонны средних рядов имеют небольшие уширения - оголовки (вут), что увеличивает опору для ферм и балок покрытия.

Рис.17. Основные типы железобетонных колонн

а) прямоугольного сечения для зданий без мостовых кранов с шагом 6 м; б) то же, с шагом 12 м;

в) прямоугольного сечения для зданий с мостовыми кранами с шагом 6 и 12 м; д) двухветвевые для крановых зданий; ж) Г и Т - образные

В зданиях, оборудованных мостовым кранами, используют два типа колонн:

- при высоте цеха до 10, 8 м и грузоподъемностью кранов от 10 до 20 т - колонны прямоугольного сечения с консолями (рис.17, в);

- при высоте цеха от 10, 8 до 18, 0 м и грузоподъемностью кранов от 10 до 50 т - колонны двухветвевые (рис.17, д).

Для крепления стропильных конструкций, подкрановых балок и стенового ограждения колонны имеют металлические закладные детали (рис.17, г).

Величина заглубления колонны ниже нулевой отметки зависит от типа и высоты колонны, грузоподъемности кранового оборудования и наличия помещений или приямков, располагаемых ниже уровня пола и может составлять 0, 9... 1, 35 м и более.

При шаге колонн наружного ряда 6 м и внутреннего ряда 12 м вводятся подстропильные системы, что требует уменьшения высоты колонн среднего ряда на высоту опорной части подстропильной конструкции на 600 мм.

Стальные колонны. Стальной каркас целесообразно применять при укрупненной сетке колонн, большой высоте, с тяжелыми мостовыми кранами, когда по условиям эксплуатации железобетонный каркас недостаточно надежен.

Стальные колонны одноэтажных зданий могут иметь постоянное или переменное сечение (рис.18).

Рис.18. Основные типы стальных колонн:

а) постоянного по высоте сечения; б) то же, переменного; в) раздельного тип

Колонны постоянного сечения устанавливают в зданиях бескрановых и с кранами небольшой грузоподъемности (до 20 т) высотой до 9, 6 м (рис.18, а).

Чаще применяют двухветвевые колонны из-за меньшего расхода стали (рис.18, б, в). Колонны раздельного типа следует применять в зданиях с тяжелыми мостовыми кранами (более 125 т); при двухярусном расположении кранов или в пролетах, со стороны которых предполагается расширение цеха (рис.18, г).

Для увеличения площади опирания колонн и соединения их с фундаментами в нижней части колонн предусматривают стальные базы (рис.19).

Центрально сжатые колонны и внецентренно сжатые колонны с небольшим изгибающим моментом рекомендуется устанавливать на базы из стальной плиты или усиленной ребрами жесткости. Для этих колонн могут применяться базы, состоящие из стальных опорных плит и траверс.

Двухветвевые колонны в случае небольшого расстояния между ветвями устанавливают на общие или раздельные базы.

Базы со стержнем колонн соединяют сваркой. Перед установкой нижний торец колонны и поверхность опорной плиты фрезеруют.

Рис.19. Базы стальных колонн и способы опирания их на фундаменты:

а) база из стальной плиты; б) то же, с дополнительными ребрами; в- то же, с траверсами; г) сплошная база из плиты и швеллеров; д) - раздельные базы ветвей колонны

При невысоких базах верх фундаментов можно располагать на уровне пола (или низа подстилающего слоя). При этом упрощается монтаж колонн, так как его ведут по окончании работ нулевого цикла, и снижается расход стали на колонны.

В целях защиты колонн от коррозии подпольные их части вместе с базами покрывают слоем бетона. Такая операция отпадает при расположении верха фундамента в уровне пола.

Помимо основных колонн в промышленных зданиях предусматривают фахверковые колонны, устанавливаемые в торцах зданий и между основными колоннами крайних продольных рядов при шаге 12 м и длине стеновых панелей 6 м.

Фахверковые колонны предназначены для крепления стен. Они воспринимают массу стен и ветровые нагрузки.

Фахверковые колонны изготавливают железобетонными и стальными. Железобетонные колонны имеют сечение от 300 х300 до 400 х 600 мм. Стальные колонны фахверка выполняют из сварных широкополочных двутавров.

Каркасы промышленных зданий должны обладать пространственной жесткостью, которую обеспечивают вертикальные и горизонтальные связи. Первые устраивают между колоннами и в покрытии, вторые - только в пределах покрытий.

Вертикальные связи между колоннами устанавливают, чтобы повысить устойчивость здания в продольном направлении. В целях снижения усилий в элементах каркаса от температуры и других воздействий вертикальные связи располагают в середине температурных блоков в каждом ряду колон.

При шаге 6 м применяют крестовые связи, а при шаге 12 и 18 м - портальные (рис.9).

Вертикальные связи должны быть показаны в каждом продольном ряду колонн, в каждом температурном отсеке, в одном из средних шагов. Желательно, чтобы в параллельных рядах связи располагались между одноименными осями, т.е. в одном створе.

Рис.9. Вертикальные связи между железобетонными колоннами:

а) - схема связей по колоннам на плане здания; б) - то же, на разрезах здания; 1- крестовые связи;

2- портальные связи

В зданиях без мостовых кранов и с подвесным транспортом межколонные связи ставят только при высоте помещений более 9, 6 м. Связи выполняют из уголков или швеллеров и крепят к колоннам с помощью косынок на сварке (рис.9, б).

Помимо вертикальных связей между колоннами предусматривают систему вертикальных связей и в покрытии (рис.10).

Связи в покрытиях выбирают с учетом каркаса, типа покрытия, высоты здания, вида внутрицехового подъемно- транспортного оборудования, его грузоподъемности и режима работы.

Между опорами ферм или балок вертикальные связи устанавливают не чаще чем через один шаг колонн. В местах отсутствия вертикальных связей ставят распорки, располагаемые поверху колонн (рис.10, а).

По средним рядам колонн крайние подстропильные фермы в каждом температурном блоке связывают с верхними поясами стропильных ферм горизонтальными распорками (рис.10, б).

При шаге колонн крайних и средних рядов 12 м предусматривают горизонтальные связевые фермы, размещая их в уровне нижнего пояса стропильных ферм по торцам температурных блоков в каждом пролете (рис.10, в).

Рис.10. Связи в покрытиях- при железобетонных стропильных конструкциях:

а) вертикальных связей; б, в) то же, горизонтальных; 1- вертикальная связь по фермам; 2- распорка; 3- горизонтальная распорка по стропильным фермам; 4- горизонтальная ферма в торцах; 5- связь по колоннам

В зданиях с фонарями вертикальные связи устанавливают в торцах фонарей между фонарными рамами каждого температурного блока (рис.11).

Рис.11. Схема расположения связей в покрытии при наличие фонаря

Подкрановые балки

Для выполнения погрузо-разгрузочных работ в промышленных зданиях применяют подъемно-транспортное оборудование в виде электрических мостовых кранов, подвесных кран-балок, козловых кранов, электротельферов и т.д.

Подкрановые балки с уложенными по ним рельсам образуют пути движения мостовых кранов. Кроме того, они придают зданию дополнительную пространственную жесткость.

В промышленных зданиях применяют железобетонные или металлические подкрановые балки.

Железобетонные подкрановые балки могут иметь тавровое или двутавровое сечение (рис. 19, а, б). Первые предусматривают при шаге колонн 6 м, вторые - при шаге 12 м. Железобетонные подкрановые балки устанавливают под краны грузоподъемностью от 20 до 32 т. Высота балок 800, 1000 и 1400 мм, ширина полок 550, 600 и 650 мм.

В балках предусмотрены закладные элементы для крепления к колоннам (стальные пластины), для крепления рельсов и троллей (трубки).

К колоннам балки крепят сваркой закладных элементов и анкерными болтами (рис. 19, в). Гайки анкерных болтов после выверки балок заваривают. Рельсы с подкрановыми балками соединяют парными стальными лапками, располагаемыми через 750 мм (рис.19, г). Для уменьшения динамических воздействий на балки и снижения шума движущихся кранов под рельсы укладывают упругие прокладки из прорезиненной ткани толщиной 8-10 мм.

Во избежание ударов мостовых кранов о колонны торцового фахверка здания на концах подкрановых путей устраивают стальные упоры с амортизаторами - буферами из деревянного бруса (рис.19, д).

Рис.19. Железобетонные подкрановые балки:

а) длиной 6 м; б) то же, 12 м; в) крепление балок к колоннам; г) крепление кранового рельса к балке; д) устройство упора для мостового крана; 1- опорный стальной лист (160 х 12 х 500 мм); 2- анкерный болт; 3- стальная пластинка (100 х 12 мм); 4, 5 - закладные элементы колонны; 6- стальная лапкп; 7- болт; 8- упругие прокладки толщиной 8 мм; 9- крановый рельс; 10- деревянный брус 200 х 280 х 360 мм; 11- швеллер № 45 длиной 1228 мм; 12- стальная пластинка 12 х 300 х 970 мм

Железобетонные подкрановые балки имеют ограниченное применение, это связано с их большой массой, сравнительно небольшим сроком службы (из-за больших динамических нагрузок) и сложностью рихтовки подкрановых путей; их допускается использовать в зданиях с мостовыми кранами легкого и среднего режима работы, при шаге колонн 6 и 12 м и грузоподъемностью крана до 30 т.

Стальные подкрановые балки могут выполняться сплошными или решетчатыми (рис.20).

Балки сплошного сечения устанавливают при шаге колонн 6 м и небольшой грузоподъемности кранов. Их изготовляют из прокатного двутавра с усилением верхнего пояса стальным листом или уголками (рис.20, а). Чаше применяют балки сплошного двутаврового сечения, сваренные из трех листов (рис. 20, б).

Для воспринятия горизонтальных усилий, возникающих при торможении кранов, предусматривают тормозные фермы или балки.

Решетчатые подкрановые балки в виде шпренгельных систем более экономичны по сравнению с сплошными, так как стали требуется на 20% меньше. Их можно станавливать в зданиях с шагом колонн более 6 м под краны среднего и легкого режимов работы (рис. 20, г).

Элементы сечения подкрановых балок соединяют сваркой. В зданиях, оборудованных мостовыми кранами большой грузоподъемности, подкрановые балки допускается выполнять клепаными (рис.20, в). При таком варианте их пояса изготовляют из низколегированной и высокопрочной стали. В последнем случае для стенок применяют углеродистую сталь.

Рис.20. Основные типы стальных подкрановых балок

а-в) сплошного сечения; г) сквозного сечения; д) ерепление балок к железобетонной колонне; е) то же, к стальной колонне; ж) крепление рельса к балке крюками; з) то же, стальными прижимными лапками; 1- тормозная балка; 2- крепежная планка; 3- упорный уголок; 4- стальная фасонка; 5- подставка; 6- цементно-песчаный раствор; 7- тормозная балка; 8- опорное ребро; 9- рельс; 10- крюк; 11- стальная лапка

Высоту сечения сплошных балок принимают от 650 до 2050 мм (через 200 мм). Стенки балок усиливают поперечными ребрами жесткости, располагаемыми через 1, 2-1, 5 м.

Подкрановые балки опирают на консоли колонн и крепят анкерными болтами и планками (рис.20, д, е). Между собой балки соединяют болтами, пропущенными через опорные ребра. В уровне подкрановых путей при кранах тяжелого режима работы предусматривают площадки для сквозных проходов шириной не менее 0, 5 м, ограждаемые по всей длине. В местах расположения колонн проходы устраивают сбоку колонн или через лазы в них.

Стальные рельсы под краны крепят к балкам парными крюками или лапками (рис. 20, ж, и). Расстояние между парами креплений по длине пути принимают 750 мм. На концах подкрановых путей устраивают упоры - амортизаторы, как и при железобетонных балках, исключающие удары кранов о торцевые стены здания.

В настоящее время для утепления кровель применяются разнообразные теплоизоляционные материалы на основе стекловаты, минеральной ваты, пенополистирола (прежде всего - экструзированного) и пенополиуретана.

Плитные теплоизоляционные изделия могут применяться в виде двух изоляционных слоев разной плотности. Верхний слой, благодаря вертикальному направлению волокон, обладает высокой устойчивостью к механическим нагрузкам. Он по длинным сторонам плит имеет шпунтовые кромки «паз-гребень» и облицованную верхнюю поверхность стеклохолстом, что является отличной основой для наплавления гидроизоляционного ковра. Для дополнительной вентиляции в качестве верхнего слоя могут применяться плиты с вентиляционными бороздками, которые при укладке должны быть направлены к краю кровли (рис.32).

Рис.32. Укладка верхнего слоя теплоизоляционных плит

с вентиляционными бороздками

В последние годы на смену традиционных стандартных конструкций утепленной кровли применяют, так называемые, «инверсионные» кровли, в которых теплоизоляционные плиты располагаются поверх гидроизоляционного слоя и накрываются балластным слоем. Такая конструкция кровли является безопасной и долговечной, так как гидроизоляционный слой защищен от воздействия внешних температур и ультрафиолетового излучения; он не подвергается механическому воздействию. Срок эксплуатации такой кровли составляет более 50 лет. Пример такой кровли приведен на рис.33.

Рис.33. Устройство инверсионной кровли

1 – пригрузочный слой из гравия; 2 – предохранительный слой из геотекстиля; 3 – утеплитель; гидроизоляционный ковер из битумно-полимерных рулонных материалов; 5 – уклонообразующий слой из легкого бетона; 6 – железобетонная плита покрытия;

При устройстве инверсионных крыш необходимо выполнить следующие условия:

- крыша должна иметь уклон не менее 15 мм/м;

- гидроизоляционная мембрана должна находиться под утеплителем;

- поверх плит утеплителя укладывается диффузный балластный слой из гравия фракции 16-32 мм;

- если применяется гравий меньшей фракции, то для предотвращения его попадания между стыками плит утеплителя необходимо уложить разделительный слой из геотекстильного материала.

Для утепления в инверсионной кровле применяют материалы с низкой теплопроводностью и высокой морозостойкостью, обладающие высокой прочностью на сжатие и малой сжимаемостью, обладающие низким водопоглощением и биологической стойкостью, позволяющей материалу находиться во влажной среде, не теряя при этом своих свойств в течение всего срока эксплуатации здания. К таким материалам относятся: экструдированный пенополистирол (Пеноплэкс, STYROFOAM, URSA XPS), плиты из стекловолокна (ISOVER) на основе каменной ваты и др

Наиболее индустриальной кровлей утепленного типа является кровля, выполненная из 3-х слойных сэндвич-панелей, которые укладывают по металлическим прогонам и крепят к ним самонарезающимися болтами.

Варианты крепления конькового и карнизных узлов из сэндвич-панелей приведены на рис.34.

Рис.34. Узлы сопряжения сопряжение стеновых и кровельных сэндвич-панелей:

а) карнизный узел при наружно водоотводе; б) коньковое сопряжение; в) парапетное сопряжение стеновых и кровельных панелей; г) торцевое сопряжение стеновых и кровельных панелей

В последние годы при устройстве кровли используют металлическую фальцевую кровлю, обеспечивающую полную надежность и герметичность. Для ее изготовления используют тонкостенную оцинкованную сталь толщиной 0, 55-0, 65 мм с защитным покрытием из полиуретановой мастики (рис.35, а).

Оцинкованная сталь поступает в виде рулонов и с помощью специального электромеханического фальцезакаточного инструмента непосредственно на крыше превращается в панель-картины. Крепление кровельных картин осуществляется с помощью кляммер, которые скрыты под швом и не требуют отверстий в самой кровле (рис.35, б).

Различают фальцевые соединения лежачие и стоячие, одинарные и двойные. Боковые длинные края полос стали, идущие вдоль ската фальцевой кровли, соединяют стоячими фальцами, а горизонтальные - лежачими.

Рис.35. Устройство кровли из оцинкованного листа (а) и крепление

кровельных карт с помощью кляммер (б)

Монтаж металлической кровли производится с установки несущих стоек кровли. Стойки выполняют из одиночных или спаренных гнутых профилей С-образного сечения высотой 100-150 мм и устанавливают с шагом 2, 5-3, 0 м. Базы стоек изготавливают из прокатных уголков, которые крепятся к бетонному слою или плитам покрытия с помощью анкерных болтов длиной 150-200 мм.

Высоту стоек принимают в зависимости от требуемой толщины слоя утеплителя и зазора 30-50 мм, предусмотренного для естественной вентиляции пространства между кровлей и поверхностью утеплителя.

По стойкам крепят тетивы из спаренных гнутых профилей швеллерного сечения высотой 100 мм из стали толщиной 0, 8-1, 0 мм, которые располагают вдоль ската кровли с шагом 1, 0-1, 5 м. По тетивам крепят элементы обрешетки из гнутых профилей П-образного сечения высотой 40 мм с шагом 300-500 мм, кроме участков шириной 1, 0 м по периметру кровли, где шаг снижают до 250 мм, так как на этих участках расчетная нагрузка от ветрового отсоса удваивается в соответствии с нормами.

Кровельные листы соединяют между собой по продольным краям с помощью фальцегибочной машинки, образующей двойной фальц в стыке, одновременно закрепляя в нем кляммеры. Такой стык обеспечивает полную водонепроницаемость соединения листов без герметизирующего материала при уклоне кровли не менее 7%. При меньших уклонах в продольные стыки листов вводят герметик в виде пасты или мастики.

В строительной практике известны примеры, когда длина скатов кровли, выполненной по этой технологии, достигала без поперечных стыков 108 м.

Главное, что отличает кровлю, выполненную из металла - ее долговечность, которая для кровли из меди составляет более 100 лет, из алюминия и его сплавов - не менее 80 лет и из оцинкованной стали с полимерным покрытием - не менее 50 лет.

Фонари промышленных зданий

Для верхнего освещения и аэрации помещений промышленных зданий применяют специальные устройства, называемые фонарями. В зависимости от функционального назначения фонари подразделяются на световые, светоаэрационные и аэрационные.

Основные типы светоаэрационных фонарей показаны на рис.36.

Рис.36. Основные типы светоаэрационных фонарей

а) прямоугольный; б, в) трапециевидные, г) треугольные; д) М-образные; е) шедовый; ж-и) зенитные

Тип фонарей назначают в зависимости от параметров внутрицеховой среды и климатических условий района строительства.

Номинальную высоту остекления принимают для фонарей шириной 6 м - 1500, 1750 или 2 х 1250 мм, а для фонарей шириной 12 м - 1750, 2 х 1250 или 2 х 1500 мм.

Расчетную высоту фонаря определяют на основании световых и аэрационных расчетов.

Помимо П-образных фонарей для верхнего освещения помещений производственных зданий применяют зенитные, которые в отличие от обычных П-образных фонарей могут располагаться в отдельных точках покрытия (рис.37).

Рис.37. Зенитные фонари из органического стекла:

а) точечного типа; б) панельный

Зенитные фонари подразделяются на точечные (рис.37, а) с размерами светового проема 1200 х 1400 мм и панельные (рис.37, б) со световыми проемами 1400 х 6000 мм.

Расстояние между зенитными фонарями и от фонарей до стен принимается не менее 6 м. Общая площадь проемов зенитных фонарей не должна быть более 15% площади покрытия, а площадь проема одного фонаря - не более 12 м².

В последнее время для остекления производственных зданий разработан новый ячеистый материал на основе поликарбоната (сотовый поликарбонат), который отличается высокой ударопрочностью и хорошими теплоизоляционными свойствами.

Сотовая поликарбонатная система «АКРИСЕТ» состоит из несущего алюминиевого профиля и резиновых уплотнителей из термосветоозоностойкой резины, позволяющих осуществлять крепление поликарбоната толщиной от 6 до 23 мм (рис.38).

Рис.38. Варианты крепления поликарбонатной системы «АКРИСЕТ» (а) и детали крепления (б-д):

1-поликарбонатная крышка пластиковая; 2- профиль стыковочный; 3- резиновый уплотнитель;

4-подкладка пластиковая; 5- опора из алюминиевого профиля

Поликарбонатные панели размером 1500 х 6000 и 3000 х 6000 мм устанавливаются через пластиковые подкладки на опоры из алюминиевого профиля и в местах стыковки закрываются пластиковыми поликарбонатными крышками

Другой разновидностью горизонтальных светопрозрачных конструкций является замковая поликарбонатная система, состоящих из панелей в виде лотков шириной 600 мм, длиной 12000 мм и U-образного замкового соединительного элемента (рис.39).

Рис.39. Замковая поликарбонатная система:

1-поликарбонатная лотковая панель; 2- U- образный замок; 3- крепежный анкер; 4- металлический прогон; 5- торцовая заглушка; 6- шурупы

Замковая система монтируется на металлические прогоны с помощью анкеров из нержавеющей стали. В собранном виде покрытие представляет собой единую мембрану, не имеющую сквозных отверстий.

Для зданий и помещений со значительным избытком явного тепла следует применять светоаэрационные или аэрационные фонари (рис.40).

В зданиях с нормальным температурно-влажностным режимом для целей аэрации рекомендуется применять обычные световые фонари с открывающимися переплетами. Мерой защиты проемов фонарей от задувания может быть установка перед переплетами ветрозащитных панелей (рис.40, а).

Для зданий с большим выделением производственного тепла устраивают специальные аэрационные фонари системы КТИС, ПСК-2, Гипромеза, Батурина, МИОТ-2, ЛенПСП и др.

Наиболее экономичными и распространенными являются аэрационные фонари системы КТИС, в которых ветрозащитные панели выполняют поворотными, укрепляя их на нижней горизонтальной оси (рис.40, б).

В фонарях ПСК-2 поворотная ветрозащитная панель укреплена на средней горизонтальной оси (рис.40, в).

Фонарь системы Гипромеза (рис.40, г) устанавливают на зданиях с незначительным тепловым напором, а регулировку расхода воздуха осуществляют с помощью клапана, состоящего из двух верхних плоскостей.

Фонари системы ЛенПСП (рис.40, ж) предназначены для аэрации горячих цехов. Они характеризуются выносными вертикальными ветроотбойными и горизонтальными ветрозащитными щитами.

Фонари, как правило, располагают вдоль пролетов здания.

В целях удобства эксплуатации и по противопожарным требованиям светоаэрационные и аэрационные фонари следует проектировать длиной не более 84 м. Если требуется большая длина, то фонари устраивают с разрывами, величину которой принимают 6 м.

Расстояние между торцами фонарей и между торцом фонаря и наружной стеной принимают равным или кратным шагу стропильных конструкций.

Ширина фонаря зависит от размера пролета и принимается: - для пролета 18 м - 6м; для пролета 24 м - 6 или 12 м; для пролетов 30 и 36 м - 12 м.

Рис.40. Аэрационные фонари:

а) световой фонарь с ветрозащитными панелями; б) фонарь КТИС; в) фонарь ПСК-2; г) фонарь Гипромеза; д) фонарь Батурина; е) фонарь МИОТ-2; ж) фонарь ЛенПСП; 1- ветрозащитная панель; 2- клапаны; 3- жалюзи; 4- глухое остекление

Стены промышленных зданий

В общей стоимости промышленных зданий на наружные стены приходится в одноэтажных зданиях около 12%, а в многоэтажных - 20%.

Стены производственных зданий, как правило, навесные с использованием в качестве несущих конструкций колонн каркаса и элементов фахверка.

Для отапливаемых зданий наиболее часто используют навесные и самонесущие панели из легких и ячеистых бетонов (керамзитобетонные, пенно и - газобетонные) высотой 1200 и 1800 мм и длиной 6 и 12 м (рис.41). Предусмотрены парапетные панели высотой 900 мм.

Рис.41. Стеновые панели из ячеистого и легкого бетона:

а) при шаге колонн 6 м; б) то же, 12 м; в) детали установки панелей продольной стены; г) то же, угловых; 1- колонна; 2- панель; 3- элемент крепления; 4- 1гловой блок; 5- стойка фахверка

Для крепления стеновых панелей применяют два конструктивных решения: навесные с опиранием на колонны через металлические столики, расположенные в швах между панелями и самонесущие с передачей их массы на фундамент (рис.42).

Рис. 42. Детали крепления стеновых панелей к колоннам

а) посредством двух уголков; б) гибким анкером и пластинкой- фиксатором; в) скрытое посредством скобы и крюка

Детали крепления навесных стеновых панелей к колоннам каркаса представлены на рис. Х11-7.

В настоящее время в качестве ограждающих конструкций для отапливаемых зданий следует использовать современные крупноразмерные элементы из металлических трехслойных панелей с эффективным утеплителем, металлических профилированных листов при полистовой сборке, композитных панелей в конструкциях навесных фасадов и др.

Наиболее эффективными в настоящее время являются крупноразмерные стеновые панели типа «сэндвич », которые представляют собой трехслойную конструкцию с облицовкой из стального оцинкованного окрашенного листа толщиной 0, 5 - 0, 8 мм и среднего слоя-утеплителя из базальтовой минеральной ваты с вертикально-ориентированным расположением волокон.

Стеновые панели выпускают длиной от 1500 до 15000 мм и шириной от 1000 до 1200 мм. Толщина панелей от 50 до 250 мм.

Стеновые панели крепятся к элементам каркаса вертикально или горизонтально (вертикальная и горизонтальная раскладка) через ригели фахверка с помощью самосверлящихся шурупов (саморезов).

Преимуществам горизонтальной раскладки панелей (рис.43) можно отнести то, что при этой схеме исключается необходимость в дополнительных элементах фахверка и возможность попадания воды с плоскости стены под горизонтальные нащельники.

Рис.43. Варианты крепления при горизонтальном расположении панелей:

а) крепление панелей к ригелю; б) опирание стеновых панелей; в) вертикальный стык панелей; г) обрамление оконного проема; д) наружный угол стены; е) горизонтальный стык панелей

В углах здания стеновые панели могут устанавливаться в притык к друг другу, перекрывая боковой поверхностью панели торец смежной панели или только касаясь ребрами друг друга.

Варианты крепления сэндвич-панелей к каркасу промышленного здания при вертикальном расположении панелей приведен на рис.44.

При небольшой высоте строения использование вертикальной раскладки стеновых панелей позволяет полностью исключить использование грузоподъемного оборудования на стадии монтажа стен и отпадает необходимость в вертикальных нащельниках.

Рис.44. Варианты крепления стеновых панелей при вертикальном расположении панелей:

а) вертикальный стык стеновых панелей на рядовой ригель фахверка; б) поперечный горизонтальный стык стеновых панелей на опорном ригеле фахверка; г) наружный угол стены с использованием угловой стеновой панели

К цоколю здания стеновые панели крепят также с помощью самосверлящихся шурупов, которые завинчиваются в цокольный ригель (рис.45). Для отвода воды к стеновой панели прикрепляют слив из оцинкованной стали.

Рис.45. Опирание стеновых панелей на цоколь

Для определения необходимой толщины стеновых и кровельных панелей «сэндвич» из расчета нормативного значения термического сопротивления можно пользоваться данными, приведенными в приложении 7.

При полистовой сборке наружные стены включают профилированные или перфорированные профили толщиной 0, 7-1, 5 мм, образующие вертикальные стенки и горизонтальные ригели, которые соединяются между собой на винтах-саморезах.

Все стойки каркаса располагают с шагом 600 мм, что позволяет применять для изоляции минераловатные плиты одинаковой ширины для обеспечения их плотного примыкания к стойкам. Промежутки между стойками заполняют эффективным негорючим утеплителем (минераловатные базальтовые или стекловолокнистые плиты). Плиты теплоизоляции целесообразно устанавливать в два и более слоя, что упрощает заводку плит и обеспечивает возможность перевязки слоев (рис.46).

С внутренней стороны плит устраивается пароизоляция из пленки типа «Ютафол» или «Изоспан В», а с наружной стороны - паровоздушной пленки типа «Тайвек». Толщина стен колеблется от 150 до 250 мм при приведенном сопротивлении теплопередаче от 3, 2 до 5, 1 м ^{2 о}С/Вт. Последним выполняется защитно-декоративный слой стены, в качестве которого, может быть использован любой отделочный фасадный материал (профнастил, сайдинг, декоративные штукатурные смеси, декоративный камень или любой другой современный материал, соответствующий типу здания).

Рис. 46. Конструкция стены здания с профилированными металлическими листами при полистовой сборке:

а общий вид; б) деталь стены с применением теплоизоляционных плит; 1, 2 - внутренний и наружный профилированные листы; 3- плитный утеплитель; 4- ветровой ригель; 5- наружный гофрированный лист; 6- герметизированная прокладка; 7- самонарезающий винт; 8- изоляционная прокладка; 9- опорный уголок

В последние годы разработаны новые конструкции стен для навесных фасадных систем из композитных панелей, состоящих из двух алюминиевых или стальных оцинкованных листов и внутреннего огнезащитного слоя (полиэтилен с антипиреном). Лицевая сторона панелей покрыта цветным полимерным лакокрасочным составом на основе акриловых композиций (рис.47).

Рис.47. Конструктивное решение композитной панели

Ширина композитных панелей составляет 1180 - 1480 мм, длина от 2000 до 4500 мм, толщина от 3 до 5 мм.

Высокая пластичность панелей позволяет придавать им сложные формы. Богатый выбор цветовой гаммы дает возможность использовать панели для решения любых дизайнерских и архитектурных задач (рис.48).

Наряду с металлическими облицовочными листами в композитных панелях для облицовки применяют обработанные натуральные камни, керамогранитные или фиброцементные плиты.

Композитные панели имеют высокую скорость монтажа и устанавливаются в любое время года.

Рис.48. Фасад здания из композитных панелей

Крепление композитных панелей может осуществляться с помощью кляммер, «в замок», саморезов, планок-держателей и фасадных заклепок (рис.49).

а) б) в)

Рис.49. Способ крепления металлических композитных панелей:

а) керамогранита с помощью кляммер; б) то же, планки-держателя; в) натурального камня с помощью планки-держателя

Для неотапливаемых и с избыточными тепловыделениями промышленных зданий, а также с взрывоопасными производствами в качестве стенового ограждения можно применять волнистые асбестоцементные листы, которые обладают небольшой массой, экономичностью и стойкостью к динамическим воздействиям (рис.50). Нижнюю часть таких стен выполняют на высоту не менее 1, 8 м из других материалов (кирпича, железобетонных плит и блоков).

Асбестоцементные листы имеют длину от 1200 до 2500 мм, ширину 994-1154 мм, высоту волны 32-54 мм и толщину 6-8 мм. Листы при обшивке стен навешивают с помощью специальных крюков рядами в направлении от цоколя к карнизу на стальные ригели или шурупов к деревянным ригелям, размещаемых на расстоянии 600 мм.

Рис.50. Устройство стен из волнистых асбестоцементных листов:

1- асбестоцементные волнистые листы; 2- крепежный крюк; 3- стальной ригель; 4- колонна; 5- деревянный ригель; 6- шуруп

Неутепленные стены промышленных зданий могут выполняться из волнистых, профилированных и плоских стальных или алюминиевых листов толщиной 0, 7 - 1, 8 мм и шириной до 1500 мм. Листы выпускают длиной от 2 до 12 м. К ригелям каркаса листы крепят подобно асбестоцементных волнистых листов, а также самонарезающимися болтами.

Вид стен должен соответствовать современным архитектурно - художественным требованиям. Ритмическая структура каркаса должна быть отражена во внешнем облике здания.

Для одноэтажных промышленных зданий применяют схемы компоновки фасадов с горизонтальной и вертикальной разрезкой с навесными стеновыми панелями с проемами и простенками шириной 6 м и самонесущими панельными стенами с проемами и простенками шириной 1, 5 и 3, 0 м (рис.51).

Рис.51. Компоновка стен одноэтажных производственных зданий:

а, б, в, д) варианты раскладки горизонтальных продольных панелей; г) вариант с применением вертикальных панелей; 1- панель; 2- то же, горизонтальная с встроенными окнами; 3- то же, цокольная

На фасаде здания следует показать габаритные оси и отметки планировочного уровня грунта, цоколя, низа и верха остекления и парапета стенового ограждения.

Заполнения оконных проемов

12 3 4 5 6 7 8 9 10 Следующая ⇒