КЛАССИФИКАЦИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ЗДАНИЙ

КЛАССИФИКАЦИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ЗДАНИЙ

Промышленными называют здания и сооружения, предназначенные для производства какой – либо продукции.

Промышленные здания классифицируют

по назначению:

ü производственные, в которых размещают основные технологические процессы предприятия (мартеновские, прокатные, сборочные, ткацкие, кондитерские цехи и др.);

ü подсобно-производственные, предназначенные для размещения вспомогательных процессов производства, ремонтные, инструментальные, тарные цехи и т. п.);

ü энергетические, в которых размещают установки, снабжающие предприятие электроэнергией, сжатым воздухом, паром и газом (ТЭЦ, компрессорные, газогенераторные и воздуходувные станции и др.);

ü транспортные, предназначенные для размещения и обслуживания средств транспорта, находящегося в распоряжении предприятия (гаражи, электровозные депо и др.);

ü складские, необходимые для хранения сырья, заготовок, полуфабрикатов, готовой продукции, горюче-смазочных материалов и пр.;

ü санитарно-технические, предназначенные для обслуживания сетей водоснабжения и канализации, для защиты окружающей среды от загрязнения (насосные и очистные станции, водонапорные башни, брызгальные бассейны и т. п.);

ü вспомогательные и общезаводские (административно-бытовые здания, заводоуправления, профессионально-технические училища, пожарные депо и т. п.).

К специальным сооружениям промышленных предприятий относят резервуары, газгольдеры, градирни, силосы, дымовые трубы, эстакады, опоры, мачты и пр.

по отношению к отрасли промышленности:

ü металлургические (литейные, прокатные, кузнечные и др.);

ü машиностроительные (механосборочные цеха и др.);

ü здания деревообрабатывающей промышленности;

ü здания химической промышленности и др.

по наличию подъемно-транспортных средств:

ü бескрановые;

ü оборудованные подвесными кранами (рис. 1а);

ü оборудованные мостовыми кранами (рис. 1б).

по материалу основных конструкций каркаса:

ü с железобетонным каркасом,

ü с металлическим каркасом

ü со смешанным каркасом (железобетонные колонны и металлические фермы).

по количеству пролетов (рис. 1):

ü однопролетными;

ü многопролетными.

Под пролетом понимается производственный объем, ограниченный по периметру рядом колонн и перекрытый по однопролетной схеме. Расстояние между продольными рядами колонн называют шириной пролета.

по профилю покрытия :

ü с фонарями (рис. 1е, ж);

ü без фонарей (рис. 1а-г).

Фонари служат для аэрации и естественного освещения.

по сиситемам освещения :

ü с естественным освещением;

ü с искусственным освещением

ü совмещенное.

по сиситемам вентиляции :

ü с естественной вентиляцией через проемы в ограждающих конструкциях;

ü с искусственной приточно-вытяжной вентиляцией с помощью вентиляторов и воздуховодов.

ü с совмещенной.

по капитальности:

I. класс - здания с наиболее высокими требованиями;

II. класс;

III. класс;

IV. класс - здания с минимальными требованиями.

Для каждого класса установлены требуемые эксплуатационные качества, долговечность и огнестойкость основных конструкций зданий.

Эксплуатационные качества обеспечиваются необходимыми размерами здания, установкой соответствующего оборудования, удобством его монтажа, качеством отделки, удобствами для работающих.

Долговечность конструкций – это срок их службы без потери требуемых качеств при заданном режиме эксплуатации и в данных климатических условиях. Установлены три степени долговечности ограждающих конструкций: I степень – срок службы не менее 100 лет, II степень – не менее 50 лет и III степень – не менее 20 лет.

В зависимости от класса здания долговечность ограждающих конструкций принимают: для зданий I класса – не ниже I степени, для зданий II класса – не ниже II степени, для зданий III класса – не ниже III степени, для зданий IV класса долговечность не нормируется.

По огнестойкости здания и сооружения подразделяют на пять степеней. Степень огнестойкости характеризуется группой возгораемости и пределом огнестойкости основных строительных конструкций. Для зданий I класса степень огнестойкости должна быть не ниже II, для зданий II класса – не ниже III, а для зданий III и IV классов она не нормируется.

Класс капитальности проектируемого здания принимают в зависимости от следующих факторов: его назначения; мощности предприятия, в состав которого входит данное здание; уникальности технологического оборудования, устанавливаемого в здании; фактора моральной амортизации здания; градостроительного значения проектируемого объекта.

Рис. 1. Типы одноэтажных промышленных зданий:

а – однопролетное без фонарей; б – то же, с мостовым краном;

в – двухпролетное без фонарей; г – трехпролетное с повышенным средним пролетом;

д – трехпролетное с фонарем; е, ж – многопролетные с фонарями;

и – общий вид здания

ТИПИЗАЦИЯ И УНИФИКАЦИЯ

ПРОМЫШЛЕННЫХ ЗДАНИЙ

Унификация предусматривает приведение к единообразию и взаимосочетанию размеров объемно-планировочных компонентов зданий и их конструкций, существенно ограничивая количество типоразмеров конструкций и деталей.

Основной базой унификации объемно-планировочных и конструктивных решений зданий является единая система модульной координации размеров в строительстве (ЕСМК). Она представляет собой совокупность правил сочетания размеров зданий, их элементов, строительных конструкций благодаря кратности этих размеров основному модулю М 100 мм.

При назначении размеров объемно-планировочных компонентов рекомендуется принимать укрупненные модули: в одноэтажных зданиях для ширины пролетов и шага колонн – 60М, для высоты от чистого пола до низа несущих конструкций покрытия на опоре – 6М (при высоте до 6 м, а в зданиях с ручными мостовыми кранами – до 9, 6 м) и 12М (при высоте от 6 м и более).

Ниже приведены размеры пролетов, шага колонн и высоты одноэтажных зданий, принятые согласно основным положениям унификации и с учетом параметров габаритных схем.

Ширина пролетов: 12, 18, 24, 30 и 36 м (допускаются пролеты шириной 6 и 9 м). При технологической необходимости ширину пролетов можно назначать более 36, но кратной 6 м.

Шаг колонн: в крайних рядах – 6 м (допускается 12 м), в средних рядах – 6 и 12 м. В отдельных случаях допускается шаг колонн более 12 м, кратным 6 м.

Высоту от пола до низа несущих конструкций покрытия на опоре можно принимать от 3, 0 до 6, 0 м кратно 0, 6 м, а от 7, 2 до 18 м кратно 1, 2 м. ПРИВЯЗКА КОНСТРУКТИВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

ЗДАНИЙ К РАЗБИВОЧНЫМ ОСЯМ

Согласно ЕСМК приняты единые правила привязки конструктивных элементов к разбивочным осям. Привязка - это расстояние от разбивочной оси до грани или геометрической оси сечения конструктивного элемента.

В одноэтажных каркасных зданиях при привязке колонн крайних и средних рядов, наружных продольных и торцевых стен, колонн в местах устройства температурных швов, а также в местах перепада высот между пролетами и примыкания взаимно перпендикулярных направлений пролетов используют привязки «нулевая», «250» и «500» («600») мм.

«Нулевая» привязка должна быть преимущественной, т. к. при ней исключается применение доборных ограждающих и несущих элементов в местах устройства температурных швов, высотных перепадов и примыкания пролетов различного направления. Ее используют при всех видах материалов каркаса в бескрановых зданиях и в зданиях с подвесными и опорными кранами, если высота от пола до низа несущих конструкций не превышает 14, 4 м, а грузоподъемность кранов – 32 т.

При «нулевой» привязке внешние грани колонн крайних продольных рядов (рис. 3, а) совмещают с разбивочными (координационными) осями. При этом внутренняя поверхность продольных наружных стен и положение разбивочной оси совпадает. В этих случаях для удобства монтажа и расположения приборов крепления предусматривают зазоры 30 мм между внешними гранями колонн и внутренней поверхностью стен.

а б в

г д

Рис. 3. Привязка элементов одноэтажных зданий к продольным

и поперечным разбивочным осям:

а, б, в – привязка крайних колонн к продольным осям;

г, д – привязка колонн в деформационном шве,

образованным примыканием взаимноперпендикулярных пролетов

При привязке «250» и более (кратной 50 мм) внешние грани колонн смещают наружу с разбивочной оси на 250 мм (рис. 3, в). Такая привязка допустима в зданиях с мостовыми кранами грузоподъемностью 32 т и более, при высоте пролета более 14, 4 м и шаге колонн 6 м, а также в зданиях при шаге колонн 12 м и высоте пролетов более 12 м. В таких зданиях использование привязки «250» и более вызвано увеличением размеров сечения колонн и подколонников, а в ряде случаев необходимостью устройства проходов для ремонта и обслуживания подкрановых путей мостовых кранов.

В торцах зданий геометрические оси сечения основных колонн средних и крайних рядов смещают с разбивочной оси внутрь на 500 мм, а сама разбивочная ось совмещается с внутренней поверхностью торцевой стены. В случае необходимости между поверхностью стены и разбивочной осью оставляется зазор 30 мм (рис. 3, г). Такое правило привязки позволяет производить конструктивно оправданное размещение фахверковых колонн у торцевых стен и подстропильных (стропильных) конструкций покрытия без доборных элементов.

Поперечный температурный шов между парными колоннами в зданиях с пролетами равной высоты устраивают с использованием привязки колонн к двум разбивочным осям (рис. 3, д). Привязка предусматривает смещение геометрических осей сечения колонн на 500 мм от разбивочных осей.

Продольный температурный шов между парными колоннами в зданиях с пролетами разной высоты осуществляют, предусматривая две разбивочные оси со вставкой между ними. Размер вставки зависит от способов привязок в примыкающих пролетах и может составлять 500, 750 и 1000 мм.

Привязку колонн разновысоких пролетов осуществляют к двум продольным разбивочным осям со вставкой между ними (рис. 3, б).

Привязка колонн к этим осям должна соответствовать правилам привязок «0» или «250». Размер вставки С (мм) должен быть кратным 50 мм (но не менее 300 мм) и равняться сумме следующих размеров:

С = «0» («250») × 1(2) + d + e + 50,

где d – толщина стены, мм; e – зазор между наружной гранью колонн повышенного пролета и внутренней плоскостью стены, мм, обычно равное 30 мм; 50 мм – зазор между наружной плоскостью стены и гранью колонн пониженного пролета.

В местах примыкания взаимно перпендикулярных пролетов привязку колонн осуществляют также к двум разбивочным осям со вставкой между ними (рис. 3, г, д). Размер вставки С зависит от способа привязки в поперечном (более высоком) пролете («0» или «250») и может быть определен из выражения:

С = 0 (250) + e + d + 50.

При наличии продольного температурного шва между пролетами, примыкающими к перпендикулярному пролету, этот шов продлевают до пролета, где он будет поперечным швом. При этом вставка между разбивочными осями в продольном и поперечном швах должна иметь одинаковую величину (500, 750 или 1000 мм), а каждую из парных колонн по линии поперечного шва смещают с ближайшей парной оси на 500 мм.

ОБЪЕМНО-ПЛАНИРОВОЧНЫЕ РЕШЕНИЯ

ПРОМЫШЛЕННЫХ ЗДАНИЙ

Объемно-планировочное решение любого промышленного здания зависит от характера технологического процесса, располагаемого внутри здания.

Конфигурация и размеры плана, высота и профиль промышленных зданий определяются технологическими параметрами, числом и взаимным расположением пролетов.

Ширина пролета L – расстояние между продольными разбивочными осями – слагается из пролета мостового крана L_к и удвоенного расстояния К между осью рельса подкранового пути и разбивочной осью.

Пролеты мостовых кранов увязаны с шириной пролетов и определены ГОСТом. Размер К принимают: 750 мм – при кранах Q < 50 т; 1000 мм (и более, кратно 250 мм) – при кранах Q > 50 т, а также при устройстве в надкрановой части колонн прохода для обслуживания подкрановых путей. При железобетонных колоннах проходы вдоль подкрановых путей чаще располагают рядом с колоннами.

Шаг колонн (расстояние между поперечными разбивочными осями) выбирают с учетом габаритов и способа расстановки технологического оборудования, размеров выпускаемых изделий, вида внутрицеховых подъемно-транспортных средств и других факторов. Так, при крупногабаритном оборудовании и больших изделиях шаг колонн назначают возможно большим, обеспечивая помещениям технологическую гибкость.Наиболее распространены шаги колонн 6 и 12 м.

Высота пролетов (расстояние от уровня пола до низа несущих конструкций покрытия) зависит от технологических, санитарно-гигиенических требований.

При разной высоте параллельных пролетов перепады высот рекомендуется совмещать с продольными температурными швами, а величину понижения принимать 1, 2 м и более

Для объемно-планировочного решения многопролетного здания рекомендуется производить блокирование цехов во всех случаях, когда это не противоречит условиям технологического процесса, санитарно-гигиеническим и противопожарным нормам. При блокировании цехов в одно здание допускается размещение параллельных пролетов одинаковой высоты и с перепадами высот, а также взаимно-перпендикулярных пролетов. Перепады высот в многопролетных зданиях должны быть кратными 0, 6м и быть не менее 1, 2м, за исключением зданий с кондиционированием воздуха. Перепады высот следует совмещать с продольными температурными швами. Поперечные температурные швы в железобетонном и смешанном каркасе отапливаемого здания устраивают через 84-144 м по длине пролета, а в цельнометаллическом – через 140- 240 м. Продольные температурные швы в отапливаемом здании со сборным железобетонным и смешанным каркасом устанавливаются через 144 м. При стальном каркасе – через 250 м по ширине пролета здания или совмещаются с перепадом высот пролетов одного направления (параллельных пролетов).

При железобетонных и смешанных каркасах продольные температурные швы и перепады высот параллельных пролетов выполняются на двух рядах колонн со вставкой между координационными осями. Примыкание взаимно перпендикулярных пролетов выполняется всегда на двух координационных осях со вставкой между ними.

Парные оси со вставкой, на которых решается перепад высот параллельных пролетов, при примыкании к этим пролетам пролетов в перпендикулярном направлении, должны проходить насквозь через примыкающие перпендикулярные пролеты, образуя в них поперечный температурный шов (рис.1, рис.2).

Внутрицеховое пространство лучше выполнять не расчлененным капитальными стенами и перегородками, удобным для перемещения технологических грузов, трансформации и реконструкции производственного процесса. Капитальными стенами должны отделяться только помещения, резко отличающиеся по температурно-влажностному режиму и степени выделения производственных вредностей от остальных помещений цеха (например, термическое отделение в механосборочном цехе, шихтоподготовительное отделение в литейном и т. д.).

Рис.1. Расположение деформационных швов в здании, где Н-высота пролета, L-ширина пролета, l-длина пролета, с-вставка между пролетами

Рис.2. Планировочное решение здания, где то – температурный отсек

КОНСТРУКТИВНЫЕ РЕШЕНИЯ

ПРОМЫШЛЕННЫХ ЗДАНИЙ

Конструктивное решение здания определяется на начальном этапе проектирования и сводится к выбору конструктивной и строительной систем и конструктивной схемы.

Конструктивная система представляет собой совокупность взаимосвязанных вертикальных и горизонтальных несущих конструкций здания, обеспечивающих его прочность, жесткость и устойчивость. Строительную систему здания определяет материал конструкций и способ его возведения.

Большинству промышленных зданий присуща каркасная конструктивная система. Это объясняется наличием во многих промышленных зданиях больших сосредоточенных нагрузок, ударов и сотрясений от технологического и кранового оборудования, больших площадей остекления.

Каркас одноэтажного промышленного здания представляет собой пространственную систему, состоящую из поперечных рам, объединенных в пределах каждого температурного блока плитами покрытия, связями, иногда подстропильными конструкциями и др. Поперечные рамы состоят из колонн и стропильных конструкций (ригелей). Способ соединения ригеля с колоннами может быть жестким и шарнирным, а колонн с фундаментами, как правило, жестким. Шарнирное соединение ригелей с колоннами способствует их независимой типизации и унификации.

При назначении ограждающих конструкций руководствуются, в первую очередь, обеспечением необходимых теплозащитных требований. В заданном климатическом районе строительства они должны обеспечивать минимальные теплопотери в холодный период года и предотвращать перегрев в летний, к тому же они должны способствовать повышению художественно-эстетического облика здания.

Для обеспечения жесткости каркаса здания в продольном направлении в каждом температурном отсеке пролета, оборудованного мостовыми опорными кранами, необходимо установить вертикальные стальные связи. Эти связи устраивают по продольным осям колонн в одном из центральных шагов отсека. Устанавливать вертикальные связи по подкрановой части колонн в шагах, примыкающих к торцу здания и к поперечному температурному шву запрещается.

Фундаменты стальных колонн

Фундаменты под стальные колонны принимают по типу фундаментов под железобетонные колонны. При этом подколонник устраивается сплошным (без стакана) и имеет анкерные болты, заделанные в бетон. База стальной колонны крепится к фундаменту гайками, навинчивающимися на верхние выступающие из бетона концы анкерных болтов.

Рис. 6. Монолитные железобетонные фундаменты под стальные колонны:

1 – анкерный болт; 2 – анкерная плита; 3 – опорная плита;

4 – цементная подливка; 5 – железобетонный фундамент

Для заглубления развитых баз стальных колонн (с траверсами) обрезы фундаментов располагают на отметке минус 0, 7 или минус 1, 0 м. Для стальных колонн, у которых траверсы отсутствуют, отметку верха подколонника назначают порядка минус 0, 25 м. Сечение подколонников под базы стальных колонн выбирают так, чтобы расстояние от оси анкерных болтов до грани подколонника было не менее 150 мм.

Свайные фундаменты

Конструкции монолитных фундаментов железобетонных и стальных колонн могут применяться совместно со сваями. При устройстве фундаментов использование свай целесообразно в тех случаях, когда непосредственно под сооружением залегают слабые грунты, не способные выдержать нагрузку от сооружения, или когда применение свай позволяет получить экономически наиболее выгодное решение.

В отечественной практике известно более 150 видов свай, которые классифицируются по материалам (железобетонные, бетонные, деревянные и т. д.), конструкции (цельные, составные, квадратные, круглые, с уширением и без него и т. д.), виду армирования, способу изготовления и погружения (сборные, монолитные, забивные, завинчиваемые, буронабивные, виброштампованные и т. д.), характеру работы в грунте (сваи-стойки, висячие сваи).

Рис. 7. Свайные фундаменты:

1 – железобетонная колонна; 2 – подколонник;

3 – плитная часть фундамента; 4 – свая

Сваи железобетонные забивные цельные сплошного квадратного сечения рекомендуется применять в любых сжимаемых грунтах.

Сваи забивают до проектных отметок. В том случае, если по каким-либо причинам отметки свай разные, осуществляют срубку свай ручными или механическими инструментами до заданных проектных отметок.

ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ КОЛОННЫ

Общие сведения о колоннах

По положению в здании колонны подразделяются на крайние и средние. К крайним колоннам с наружной стороны примыкают стеновые ограждения. Крайние колонны, в свою очередь, подразделяются на основные, воспринимающие нагрузки от стен, кранов и конструкций покрытия, и фахверковые, служащие только для крепления стен.

Закладные элементы, заанкеренные в бетон или приваренные для фиксации положения к рабочей арматуре, имеются во всех колоннах в местах опирания стропильных конструкций и подкрановых балок, в крайних колоннах – на уровне швов стеновых панелей, в связевых колоннах – в местах примыкания продольных связей. Закладные стальные трубки диаметром 50–70 мм образуют отверстия, используемые для строповки при распалубке и монтаже.

Закладные элементы в местах опирания подкрановых балок и стропильных конструкций состоят из стального листа с пропущенными сквозь него анкерными болтами. Бетон под ними усиливается косвенными армированными сетками. Для установки железобетонных подстропильных ферм оголовки колонн снижаются на 0, 6 мм и выполняются без анкерных болтов. Стык осуществляется потолочным сварным швом. При стальных фермах и подкрановых балках опорные закладные элементы несколько видоизменяются – лист усиливается плитой, рассчитанной на сосредоточенное давление опорных ребер, и меняется расстановка анкерных болтов. Стальные подстропильные фермы крепятся к стальным надопорным стойкам.

Длину колонн подбирают с учетом высоты цеха и глубины заделки фундамента.

В зданиях с подстропильными конструкциями длину колонн принимают на 700 мм меньше.

Двухветвевые колонны

Цилиндрические колонны

СТАЛЬНЫЕ КОЛОННЫ

Стальные колонны могут применяться в бескрановых зданиях и в зданиях, оборудованных кранами любой грузоподъемности, при различных вариантах поперечного сечения пролета.

Сечение стальных колонн может быть в виде одного профиля или составное – в виде двух профилей, соединенных решеткой (рис. 12). В зданиях высотой до 8, 4 м, бескрановых или с подвесными кранами, применяются стальные колонны постоянного сечения из сварных двутавров с высотой стенки 400 и 630 мм. В колоннах зданий высотой 8, 4 и 9, 6 м, оборудованных опорными кранами грузоподъемностью до 20 т, высота стенки сварных двутавров принимается 630 мм. Подкрановая балка опирается на приваренную к колонне консоль из двутавра той же высоты. Эти колонны могут выполняться и из широкополочных двутавров, поставляемых промышленностью.

В зданиях высотой 10, 8–18, 0 м, оборудованных кранами грузоподъемностью до 50 т, устанавливаются типовые двухветвевые колонны ступенчатого очертания. Двухветвевая ступенчатая колонна состоит из двух раздельно маркируемых частей: нижней (подкрановой) решетчатой и верхней (надкрановой) – из сварного двутавра. Соединение этих частей осуществляется в зависимости от общей длины колонны заводской или монтажной сваркой. В зданиях высотой более 18 м при кранах грузоподъемностью от 75 т и при кранах, расположенных в двух уровнях, применяются аналогичные колонны индивидуального проектирования.

По типам сечения ветвей подкрановая часть колонны выполняется в трех вариантах:

1. При ширине сечения до 400 мм – наружная и подкрановая ветви из прокатных швеллеров и двутавра.

2. При ширине сечения 400–600 мм – наружная ветвь из гнутого швеллера, подкрановая – из прокатного двутавра.

3. При ширине сечения более 600 мм – наружная ветвь из гнутого швеллера, подкрановая – из сварного двутавра.

Надкрановая часть колонны – сварной двутавр с высотой стенки 400 мм в крайних и 710 мм – в средних колоннах.

Подкрановая часть колонны переходит в базу, непосредственно опирающуюся на бетонный фундамент. База состоит из опорной плиты и траверс, на которые ложатся плитки с анкерными болтами, утопленными в бетон. В связевых колоннах опорная плита дополнительно приваривается к коротышам из швеллеров, заделанных в фундамент.

Решетка подкрановой части колонны двухплоскостная, из прокатных уголков. Для восприятия действующих в горизонтальной плоскости моментов решетчатая часть усиливается диафрагмами, расположенными не реже, чем через четыре раскоса по высоте. В решетчатой части колонны

крайнего ряда, в уровне крепления опорных консолей яруса стеновых панелей, вваривается балка из прокатного двутавра, соединяющего наружную и подкрановую ветви. Решетчатая часть колонны завершается одноплоскостной траверсой, соединяющей ее ветви с надкрановой частью.

Надкрановая часть колонны завершается оголовком, усиленным дополнительными ребрами и накладками. Дополнительные ребра и накладки расположены в плоскости опорных ребер стропильных и подстропильных ферм.

Сварка двутавров из трех листов для основных сечений колонны выполняется в заводских условиях сварными автоматами. Сварка других элементов выполняется в основном при посредстве сварных сварочных полуавтоматов. Ручная сварка применяется в узлах, монтируемых на строительной площадке. Гнутые швеллеры для наружных ветвей колонны изготавливаются на гибочных прессах в заводских условиях.

Рис. 12. Стальные двухветвевые колонны:

а – сплошного сечения; б – сквозного сечения

В базе, подкрановой опоре и оголовке – местах передачи значительных сосредоточенных нагрузок – вертикальные элементы своим сечением должны плотно примыкать к опорным плитам. В этих целях кромки отдельных монтируемых листов пристрагиваются, а сечение ветвей фрезеруется.

Колонны монтируются автокранами или посредством фиксирующих их положение кондукторов. Точность установки проверяется геодезическими инструментами. Базы колонн накрываются бетоном при устройстве подстилающего слоя под пол.

КОЛОННЫ ФАХВЕРКОВ

Колонны применяются в торцевых фахверках и фахверках продольных стен одноэтажных промышленных зданий, имеющих самонесущие или ненесущие стены из панелей 6 или 12 м или кирпичные самонесущие стены.

Внутренняя грань панельных стен располагается с зазором 30 мм по отношению к наружной грани колонн.

Фахверковые колонны высотой 4, 2–18 м предназначены для крепления стен; они частично воспринимают массу стен и ветровые нагрузки. Фахверковые колонны изготовляют из железобетона и стали.

Привязка колонн торцевого фахверка нулевая, привязка колонн продольного фахверка определяется привязкой основных колонн каркаса. Схема расположения фахверковых колонн приведена на рис. 8.

Железобетонные колонны имеют сечение 300× 300 до 400× 600 мм; колонны кольцевого имеют диаметр 300 мм. Колонны могут быть как постоянного, так и переменно сечения. Верхний конец таких колонн располагается в зазоре между торцевой стеной и пристенной балкой покрытия и крепится к верхнему поясу балки с помощью монтажной детали.

Нижний конец колонн крепится к фундаменту шарнирно, рис. 13. Для этого поверх фундамента устанавливается строго по осям и по уровню (при помощи анкерных болтов и цементной подливки) стальной лист. Колонна свободно устанавливается на этот лист и приваривается к нему с помощью своих закладных деталей.

Колонны армируются пространственными сварными каркасами.

Колонны изготавливаются из бетона марок B12-B20. Рабочая арматура из горячекатаной стали периодического профиля класса А-3.

Стальные колонны торцевого фахверка выполняются из сварных двутавров высотой стенки 0, 5 м и с шириной полок от 0, 4 до 0, 55 м. Расчетная схема фахверковых колонн предусматривает их шарнирное опирание по низу на фундаменты, а по верху – на устанавливаемые в торцах здания горизонтальные ветровые балки и фермы. Ветровые балки устанавливаются в пролетах с опорными мостовыми кранами на уровне крановых путей и дополнительно используются как ремонтные площадки. Ветровые фермы устанавливаются поверху в бескрановых пролетах и в качестве промежуточных опор реже, чем через 10–12 м и по высоте здания.

Оголовки фахверковых колонн располагаются на одном уровне с оголовками основных колонн – на 150 мм ниже пояса стропильной фермы. В пределах высоты стропильной фермы фахверковые колонны наращиваются сварными двутаврами высотой сечения 0, 25 м. Эти надставки не доходят на 0, 1–0, 3 м до подкровельного настила и в пределах высоты парапета продолжаются насадками из прокатных уголков. Полка уголка-насадки зоводится в вертикальный шов между парапетными панелями. Таким образом, колонны торцевого фахверка продолжаются на всю высоту торцевых стен и не пересекаются с конструкциями покрытия.

Верхние концы колонн к стропильной ферме шарнирно прикреплены с помощью изогнутых пластин – листовых шарниров (рис. 13). Листовой шарнир дает возможность передавать ветровые нагрузки на основной каркас и устраняет вертикальные воздействия покрытия на стойки фахверка.

Низ колонны размещается на отметке минус 0, 150 м. Колонну устанавливают на две стальные монтажные прокладки и после выверки закрепляют двумя анкерными болтами.

Приколонная стойка фахверка металлическая и она приваривается к колонне. Выполняется из коробчатого сечения. Фундамент под стойку не устраивается.

Рис. 13. Схема расположения фахверковых колонн:

1 – колонна продольного фахверка; 2 – колонна торцевого фахверка;

3 – основная несущая колонна; 4 – приколонная стойка фахверка;

5 – стальная надставка; 6 – стропильная ферма; 7 – стеновая панель;

8 – листовой шарнир; 9 – плита покрытия

Части колонн, имеющие двутавровое сечение, изготовляются из стали марок ВС3кп2, ВСт3пс6; имеющие коробчатое сечение – из стали марок 09Г2С9.

СВЯЗИ ПО КОЛОННАМ

Для повышения устойчивости зданий в продольном направлении предусматривают систему вертикальных связей между колоннами и в покрытии. В зданиях без мостовых кранов и с подвесным транспортом межколонные связи ставят только при высоте помещений более 9, 6 м. В целях снижения усилий в элементах каркаса от температурных и других воздействий вертикальные связи располагают в середине температурных блоков в каждом ряду колонн.

При шаге колонн 6 м применяют крестовые связи, а при шаге 12 и 18 м – портальные. Рядовые колонны соединяют со связевыми колоннами распорками, размещаемыми по верху колонн, а в зданиях с мостовыми кранами – подкрановыми балками. Связи выполняют из уголков или швеллеров и крепят к колоннам с помощью косынок на сварке.

Связи по стальным колоннам

Продольную устойчивость каркаса обеспечивают связи: надкрановые, распологаемые в крайних шагах температурного отсека, и подкрановые, располагаемые в среднем шаге температурного отсека.

Для надкрановых связей применяются два типа схем: V-образные и в виде связевых фермочек с параллельными поясами. Последние устанавливаются по средним рядам колонн при крановом габарите до 3, 7 м.

При отсутствии проходов надкрановые связи одноплоскостные, расположенные в плоскости продольных осей здания; при наличии проходов – двухплоскостные, расположенные в плоскостях полок двутавра – шейки колонны и соединенные решеткой.

Основная схема подкрановых связей – крестовая. По крайним рядам колонн с шагом 6 м при высоте более 8, 5 м крестовина сдваивается. По средним рядам могут применяться портальные связи при необходимости устройства проходов или установки оборудования между колоннами.

Подкрановые связи по двухветвевым колоннам располагаются в плоскости катков крана. Следовательно, по крайним рядам они одноплоскостные, по средним – двухплоскостные с соединительной решеткой из прокатных уголков. Подкрановые связи по колоннам постоянного сечения с высотой стенки менее 900 мм одноплоскостные, расположенные в плоскости продольных осей здания. При высоте стенки двутавра 900 мм связи двухплоскостные, расположенные в плоскостях полок двутавра и соединенные решеткой.

ПОДКРАНОВЫЕ БАЛКИ

Здания промышленного строительства для перемещения внутри них сырья, полуфабрикатов или готовой продукции оборудуют подъемно-транспортными средствами – мостовыми кранами. Мостовой кран состоит из несущего моста, перекрывающего пролет здания, механизмов передвижения и движущейся вдоль моста тележки с механизмами подъема. По консолям колонн цеха укладываются подкрановые пути для передвижения крана вдоль цеха. Каркас промышленного здания состоит из поперечных рам и продольных связей между ними. Одним из элементов продольных связей являются подкрановые балки.

Подкрановые балки изготавливаются стальными и железобетонными.

Монтаж подкрановых балок чаще всего ведут самостоятельным потоком непосредственно с транспортных средств. Установку балок в проектное положение производят по осевым рискам на балках и консолях колонн.

Стальные подкрановые балки

Стальные подкрановые балкиприменяются при стальных колоннах для кранов любой грузоподъемности; при железобетонных колоннах с шагом более 12 м.

По сечению подкрановые балки подразделяют на сплошные и решетчатые. Стальная сплошная подкрановая балка представляет собой сварной двутавр с развитым верхним поясом или с поясами одинаковой ширины. Решетчатые подкрановые балки в виде шпренгельных систем имеют экономическое преимущество. Их целесообразно применять:

– при шаге колонн 12 м, Q _кр > 50 т – двутавры с поясами одинаковой ширины; в плоскости верхнего пояса они усилены тормозными конструкциями в виде ферм или балок;

– при шаге колонн 6 м и Q _кр < 50 т – двутавры с развитым верхним поясом, благодаря которому воспринимаются тормозные усилия и не требуется дополнительных тормозных конструкций.

По конструкции подкрановые балки бывают:

· разрезные постоянного сечения, стыкуемые на опорах;

· неразрезные, компонуемые из различных сечений,

свариваемых между собой заводскими или монтажными стыками в четвертях пролетов.

Высота унифицированных балок на опоре:

для шага колонн 6 м:

– при грузоподъемности крана Q _кр < 20 т – 800мм;

– при грузоподъемности крана Q_кр = 30 т, 50 т – 1300 мм.

для шага колонн 12 м:

– при грузоподъемности крана Q_кр < 20 т – 1100мм;

– при грузоподъемности крана Q_кр = 30 т; Q_кр = 50 т – 1600 м.

12 3 4 5 6 7 8 Следующая ⇒