содержание   ..  1  2  3  4  5  6  7  8  9  10    ..

И. А. Шерешевский - КОНСТРУИРОВАНИЕ ПРОМЫШЛЕННЫХ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ

ИЗДАНИЕ ТРЕТЬЕ, ПЕРЕРАБОТАННОЕ И ДОПОЛНЕННОЕ
Допущено Министерством высшего и среднего спе­циального образования СССР в качестве учебного пособия для студентов строительных специально­стей высшихучебных заведений

ЛЕНИНГРАД
СТРОЙИЗДАТ. ЛЕНИНГРАДСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ,  1979
 
 
 
ВВЕДЕНИЕ
 
 


Современное индустриальное строительное производство ведется на базе развитой сети заво­дов-изготовителей, направляющих на строительные площадки подготовленные к монтажу укрупненные элементы зданий массой до 50 т, в соответствии с грузоподъемностью монтажных кранов.
Значительная часть промышленных зданий и сооружений возводится по типовым проектам. Ти­пизация заключается в постоянном отборе наибо­лее универсальных для данного периода объемно-планировочных и конструктивных решений, дающих наибольший экономический эффект в строитель­стве и эксплуатации зданий. Типизируются здания отраслевого назначения, ограниченные определен­ной производственной мощностью, и секции зданий универсального назначения, ограниченные опреде­ленными производственными площадями и обслу­живающими их транспортными средствами.
Современные типовые здания и сооружения отличаются от своих предшественников тем, что они унифицированы — подготовлены для возведе­ния методами строительной индустрии. Унифика­ция проводится путем применения наиболее эконо­мичных и универсальных элементов зданий, ото­бранных в соответствии с возможностями заводов-изготовителей, простотой перевозки, монтажа и тому подобными критериями.
Несущий каркас промышленных зданий, как правило, воспринимает значительные усилия, возникающие в связи с перекрытием больших площадей, необходимых для расстановки крупно­габаритных машин, а также в связи со значитель­ными, а порой и динамическими, нагрузками, вы­зываемыми технологическим процессом. Поэтому несущие каркасы промышленных зданий выпол­няются в виде рамных схем из особопрочных ма­териалов — стали и железобетона.
От внешней среды помещения зданий изоли­руются ограждениями — стенами и крышами, в состав которых для Отапливаемых зданий вхо­дят эффективные теплоизолирующие заполнители, В стенах устраиваются дверные, оконные и ворот­ные проемы, в крышах —фонари. Они служат для связи, освещения и проветривания помещений.
Особо эффективны конструкции, совмещающие несущие и ограждающие функции (оболочки и т. п.).
Внутренние конструкции — полы, пе­регородки, этажерки, служебные лестницы— обра­зуют отдельные помещения зданий, площадки для установки и обслуживания аппаратов и обеспе­чивают доступ к ним.
Конструкции изготовляемых отечественными заводами унифицированных изделий для всех пе­речисленных частей здания постоянно развиваются и совершенствуются. Они производятся на основе
единой номенклатуры унифицированных изделий, утверждаемой комитетами по делам строитель­ства — Госстроями союзных республик или СССР.
Сборные железобетонные элементы успешно применяются в несущих каркасах одноэтажных зданий высотой до 18 м, с опорными кранами гру­зоподъемностью до 30 т и с пролетами до 24 м и в многоэтажных зданиях при нагрузках на пере­крытие до 2,5 тс/м2. В ограждающих конструк­циях они используются преимущественно в виде легкобетонных и железобетонных стеновых пане­лей, ребристых плит междуэтажных перекрытий и крыш. Особая область применения сборного желе­зобетона — пространственные конструкции, пере­крывающие крупнопролетные здания.
Монолитный железобетон применяется преиму­щественно в столбовых фундаментах промышлен­ных зданий, так как здесь он экономически целе­сообразен. Основные преимущества железобетон­ных конструкций — долговечность, несгораемость и экономия стали.
В связи с успехами металлургической промыш­ленности в годы десятой пятилетки стальные кон­струкции стали шире применяться в строительстве. В настоящее время они используются в несущих каркасах одноэтажных зданий высотой более 14,4 м, с опорными кранами грузоподъемностью 50 т и более, с пролетами 30 м и более и с осо­быми условиями эксплуатации, а в многоэтажных зданиях — при нагрузках на перекрытие более 2,5 тс/м2.
В ограждающих конструкциях начал приме­няться стальной профилированный настил. Времен­но, в связи с дефицитностью, листовой стали, он используется там, где дает наибольший экономи­ческий эффект, например в труднодоступных райо­нах. Основные преимущества стальных конструк­ций — прочность, легкость, простота резки, сварки и крепления.
В ряде случаев экономически целесообразно подкрановые балки для кранов любой грузоподъ­емности и фермы выполнять в металле и устанав­ливать по сборным железобетонным колоннам. Для упрощения конструктивных узлов продольные связи и другие мелкие элементы почти всегда вы­полняются из стального проката. Стальные окон­ные панели применяются в зданиях тяжелого ре­жима работы (избыточные тепловыделения, осо­бый температурно-влажностный режим и т. п.) и повышенной капитальности, а стальные фонарные фермы, панели и переплеты в связи с их относи­тельной конструктивной простотой — во всех зда­ниях с верхним освещением.
В настоящее время для несущих строительных конструкций применяются высокопрочные стали, а для ограждающих все шире — легкие металлы
 
 


 


(алюминиевые переплеты) и пластические массы. Повышение индустриализации производства метал­лических конструкций достигается путем их ти­пизации.
Выбор того или иного материала должен проис­ходить на основе экономического анализа стоимо­сти сооружения с учетом местных материальных ресурсов.
Быстрое развитие строительной науки и техники в нашей стране непрерывно выявляет новые ма­териалы и методы конструирования.
В третьем издании книга дополнена материала­ми по сборным железобетонным фундаментам под стальные колонны, стальным фермам из круглых труб, колоннам из центрифугированного железобе­тона, пространственным структурным плитам из армоцементных элементов и стальных стержневых систем, трехслойным железобетонным и стальным панелям для отапливаемых зданий, стальным оконным панелям с алюминиевыми переплетами, стальным конвейерным галереям-оболочкам. Пере­работаны чертежи железобетонных колонн для бескрановых зданий, ограждений из волнистых асбестоцементных листов светоаэрационных и аэрационных фонарей и утепленных конвейерных галерей.
Приведенные ниже типовые и эксперименталь­ные решения строительных конструкций промыш­ленных зданий, хотя и не могут претендовать на исчерпывающую полноту, позволяют ориентиро­ваться в основном направлении их развития. В этих же целях показываются и применявшиеся ранее типовые решения там, где они не являются основными. Например, на отдельных листах главы 6 «Стены» и главы 8 «Крыши и фонари» сохране­ны элементы стального каркаса зданий, выполнен­ные по предыдущим типовым сериям.
По объемно-планировочному решению промыш­ленные здания подразделяются на одно- и мно­гоэтажные, сплошной и павильонной застройки. В связи с относительной дешевиз­ной, возможностью применять разреженную сетку колонн и передавать непосредственно на основание нагрузки от оборудования наибольшее распростра­нение получили одноэтажные здания. Многоэтаж­ные здания возводятся для производства с огра­ниченными технологическими нагрузками, с верти­кальными технологическими процессами и в усло­виях естественной городской застройки.
Многоэтажные здания и здания сплошной за­стройки позволяют более компактно организовать технологический процесс. Здания павильонной за­стройки имеют преимущество в отношении естест­венного освещения и аэрации.
Здания сплошной застройки в зависимости от наличия и расположения внутренних колонн под­разделяются на многопролетные ячейко­вые и зальные.
Пролетом называется внутренний объем, огра­ниченный двумя рядами колонн и торцовыми стен­ками. Пролет может оборудоваться подвесными балочными кранами грузоподъемностью от 1 до 5 т или опорными мостовыми кранами грузоподъемно­стью от 10 до 500 т. Пролетом называется также расстояние между опорами основных конструкций покрытия. Расстояние между опорами вдоль их ряда именуется шагом.
 
Пролеты определяют направленность технологических потоков и располагаются, как правило, в одном, а для отдельных производств — в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Переход технологического потока в соседний пролет вызы­вает ряд эксплуатационных и конструктивных затруднений из-за отсутствия транспортной связи и часто появляющейся необходимости местного увеличения шага колонн.
В ячейковых зданиях колонны располагаются в вершинах близкого к квадрату прямоугольника. Ячейковые здания оборудуются подвесными одно-балочными кранами, проходящими в разных уровнях и в обоих направлениях, и позволяют сво­бодно маневрировать направлениями технологиче­ских потоков. Таким зданиям присуща гибкость планировки и, в известной мере, универсальность.
Зальные здания большой глубины с пролетами до 100 м (сборочные цехи самолетостроительных заводов, экспериментальные корпуса ускорителей ядерных частиц и т. п.) обеспечивают маневрен­ность крупногабаритных машин и эксперименталь­ной аппаратуры. Они оборудуются подвесными и напольными средствами транспорта.
Здания павильонной застройки подразделяются на одно-двухпролетные, павильонные и зальные. Одно-двухпролетные здания применяются для це­хов с избыточным тепловыделением. Павильонными именуются высокие бескрановые здания со встро­енными этажерками для оборудования. Павильон­ные здания позволяют совмещать процессы, проте­кавшие ранее в одно- и многоэтажных зданиях, и относительно просто реконструировать их при последующих изменениях технологии. Павильон­ные здания распространены в химической промыш­ленности и начинают применяться в других отрас­лях. Зальные здания небольшой глубины — ангары оборудуются раскрывающимися торцовыми стена­ми, позволяющими оставлять за пределами поме­щения хвостовую часть крупногабаритных самоле­тов и других подобных машин.



 

Лист 0.01. Сетки колонн и схемы перекрытия промышлен­ных зданий общего назначения

Покрытия одноэтажных пролетных зданий вы­полняются в основном из унифицированных пло­ских элементов — плит, балок, ферм, последова­тельно передающих друг другу собранную нагрузку. Плоские конструкции перекрывают пролеты до 36 м при шаге до 18 м. Шаг крайних и средних колонн и опирающихся на них стропильных конструкций может быть 6-метровым, 12-метровым и комбинированным — 6-метровым для крайних колонн и стропильных конструкций и 12; 18-метровым — для средних колонн.
В связи с массовым производством унифициро­ванных 6-метровых стеновых и оконных панелей в крайних рядах колонн предпочтителен 6-метровый шаг. В целях эффективного и маневренного ис­пользования производственных площадей в сред­них рядах колонн наиболее распространен 12-мет­ровый шаг. Вот почему в большинстве случаев эко­номичным является комбинированный шаг, соче­тающий разреженную сетку колонн с возможно­стью подвески однобалочных кранов.








18-метровый шаг средних колонн применяется в экспериментальном порядке.
6-метровый шаг средних колонн применяется преимущественно в невысоких двухпролетных зда­ниях, где его увеличение усложняет конструкцию, не давая экономического эффекта.
12-метровый шаг крайних колонн сочетается с 12-метровым шагом стропильных ферм. Это исклю­чает подстропильные конструкции, но требует в ряде случаев применения фахверковых колонн и в продольных стенах для крепления распространен­ных в производстве 6-метровых стеновых и окон­ных панелей. 12-метровый шаг крайних и средних колонн экономичен в высоких зданиях с опорными кранами большой грузоподъемности.
Выбор шага крайних и средних колонн и стро­пильных конструкций в пределах, допускаемых унифицированными габаритными схемами, произ­водится на основе экономического сопоставления вариантов.
Вместе с тем начинают внедряться и простран­ственные конструкции — цилиндрические оболочки, структурные плиты и т. д., перекрывающие те же пролеты с меньшей затратой материалов.
Для покрытия ячейковых зданий наряду с плоскими элементами применяются шеды — склад­чатые конструкции с фонарями односторонней ориентации, цилиндрические оболочки и т. д., пе­рекрывающие ячейку до 36 X 36 м.
Пролеты    зальных    зданий   до    100    м    пере­крываются    облегченными    фермами    из    высоко-прочных  сплавов,  вантовыми  конструкциями,  же­лезобетонными   арками    и   оболочками    двоякой кривизны.
В зданиях с искусственными освещением и кли­матом межферменное пространство по гигиениче­ским и санитарно-техническим соображениям же­лательно отделить подвесным потолком, над кото­рым, в так называемом техническом чердаке, размещаются воздуховоды, электропроводки и т. д.
Многоэтажные здания сплошной застройки с близкой к квадрату сеткой колонн, которая может быть разрежена в верхнем этаже, представляют в основном ячейковый тип. При балочных между­этажных перекрытиях с нагрузкой до 1,5 тс/м2 и более сетка колонн соответственно принимается 6X9 и 6X6 м. Остовы многоэтажных зданий производственного и конторско-бытового назначе­ния с балками, опирающимися на скрытые в подрезках консоли, и настилом из плит с круг­лыми пустотами применяются при нагрузке до 1,25 тс/м2. Покрытия безбалочного типа с плоским потол­ком, применяемые по гигиеническим соображениям в пищевой промышленности (холодильники и т. п.), возводятся с сеткой колонн 6X6. Покрытия верхних этажей с разреженной сеткой колонн ана­логичны по своей конструкции покрытиям одно­этажных пролетных или ячейковых зданий. Приме­нение шпренгельных конструкций и монолитных кессонированных плит в зданиях, возводимых ме­тодом подъема этажей, позволяет увеличить сетку колонн до 12 X 12 м.
Многоэтажные здания павильонной застройки выполняются в основном двух-трехпролетными с укрупненным пролетом в верхнем этаже. Увели­чение пролетов нижних производственных этажей до 18 м может быть достигнуто применением ферм.
В межферменном пространстве размещаются тех­нические этажи, используемые для пропуска раз­личных коммуникаций, и подсобные, складские и бытовые помещения. Располагаясь над каждым производственным этажом, технические этажи об­разуют в большинстве производств излишек вспо­могательной площади. Рациональнее размещать технические этажи через два производственных этажа, тогда перекрытие нижнего из них осущест­вляется по внутренним колоннам, опирающимся на фермы.







ЛИСТ 0.02. Основные параметры одноэтажных одно- и мно­гопролетных зданий и кранового оборудования


 

Широкое распространение заводских изделий из стали и сборного железобетона ограниченной номенклатуры, предназначенных в основном для сборки одно- и многопролетных промышленных зданий, основывается на единой модульной систе­ме, правила которой в кратком изложении сводят­ся к следующему.
Рекомендуется проектировать промышленные здания прямоугольного очертания, без перепадов высот, с пролетами одного направления. Перепады высот от 1,8 м и более допускаются при значи­тельной площади пониженной части. Пролеты двух взаимно перпендикулярных направлений применя­ются, если в этом случае есть существенные тех-нологические преимущества.
Модульная система основывается на планиро­вочном модуле 0,5 м и высотном — 0,6 м. Все элементы ограждения зданий — стеновые и окон­ные панели, ворота, включая обрамляющую раму, плиты покрытий и перекрытий и т. д. — кратны по основным номинальным размерам* этим модулям или их дробной части.
Сетка колонн, образуемая их разбивочными осями, кратна укрупненным планировочным мо­дулям: в направлении шага — 6 м; в направлении пролета — 6 м для одноэтажных и 1,5 м — для многоэтажных зданий.
Колонны крайнего продольного ряда и у про­дольных деформационных швов совмещаются на­ружными гранями с продольными осями (нулевая привязка) или смещаются на 250 и 500 мм. нару­жу здания (привязки «250», «500»).
Колонны крайнего поперечного ряда (торцо­вые) и у поперечных деформационных швов сме­щаются с разбивочных осей на 500 мм внутрь тем­пературного отсека здания.
Колонны средних продольных и поперечных ря­дов совмещаются осями сечений с сеткой разбивоч­ных осей.
Нулевая привязка крайних продольных рядов применяется для многоэтажных и одноэтажных бескрановых зданий и в зданиях с кранами грузо­подъемностью до 30 т при шаге крайних колонн 6 м и высоте от пола до низа стропильных конст­рукций не более 14,4 м. Нулевая привязка исклю­чает применение в покрытии доборных элементов.
Привязка «250» применяется при любой из указанных ниже характеристик — грузоподъем­ность кранов 50 т, шаг крайних колонн 12 м, вы­сота здания 16,2 и 18 м.
 
* Номинальные- размеры   в   отличие   от  конструктивных включают зазоры между элементами







Расстояние от продольной оси колонн до оси катков крана назначается 750 мм для кранов грузо­подъемностью до 50 т и 1000 мм — для кранов боль­шей грузоподъемности.
Возрастание суммарного расстояния от наруж­ной грани колонн до оси катков крана или между осями катков кранов в соседних пролетах по мере повышения их грузоподъемности позволяет разме­щать «шейку» колонны и «хвост» крана. Расстоя­ние между ними допускается до 60 мм.
При интенсивном использовании кранов (сред­ний и тяжелый режимы работы) и в зданиях тя­желого режима работы (см. СНиП II-В. 3—62, приложение VI) возникает необходимость устрой­ства проходов для осмотра и ремонта крановых путей. В этом случае применяется привязка «500», а расстояние от оси колонн до оси катков крана принимается 1000 мм для кранов грузоподъемно­стью до 50 т и 1500 мм — для кранов большей грузоподъемности.
Крановый габарит здания — высота от головки рельса до низа стропильных конструкций — вклю­чает в себя высоту крана и допускаемое прибли­жение 100 мм для кранов легкого, среднего и тя­желого режимов работы и 250 мм — для кранов весьма тяжелого режима работы.
 
 
 
 
 
 
 
Классификация кранов по режиму работы при­ведена в «Правилах устройства и безопасной экс­плуатации грузоподъемных кранов».
Для ограничения усилий, возникающих в кон­струкциях от перепада температур, здание разре­зается деформационными швами на отсеки. Раз­меры отсеков зависят от материала каркаса, теп­лового режима здания и климатических условий. Эти размеры определяются расчетом. Для отапли-ваемых зданий с железобетонным каркасом из унифицированных элементов расстояния между поперечными деформационными швами прини­маются до 174 м, а между продольными — до 144 м.
Конструктивно поперечные деформационные швы выполняются на двух колоннах, смещенных на 0,5 м с оси шва внутрь каждого отсека.
В зданиях сплошной застройки продольные де­формационные швы выполняются при железобетон­ном каркасе на двух колоннах. Размер вставки между продольными осями этих колонн принима­ется 0,5; 1,0 и 1,5 м так, чтобы за вычетом при­вязок расстояние между колоннами в свету было не менее 0,5 м.
Перепады высот, как правило, совмещаются с деформационными швами.

 

содержание   ..  1  2  3  4  5  6  7  8  9  10    ..