Проектирование здания станции технического обслуживания автомобилей (стр. 3 из 5)

7. Железобетонный каркас

Каркас одноэтажного промышленного здания состоит из фундаментов и фундаментных балок, колонн, подкрановых и обвязочных балок, стропильных конструкций покрытия, связей. В рамках данного учебного пособия рассматриваются только те элементы каркаса, которые влияют особенностью своего конструктивного решения на архитектурно-композиционное решение здания, интерьер помещений.

Колонны из железобетона в зданиях СТОА могут применяться прямоугольного сечения различной высоты. При высоте помещения (от отметки 0,000 и до верха конструкций перекрытия) от 3,6 до 7,2 м применяются колонны размером в поперечном сечении 400×400 мм, при высоте помещений от 4,8 до 9,6 м сечением 500×500 и 500×600 мм

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

Фахверковые колонны изготавливают железобетонными, а при высоте помещений до 4,2 м – из стальных прокатных профилей. /1, 5, 13/

8. Стальной каркас

Стальной каркас применяют в зданиях с укрупнённой сеткой колонн, с большой высотой, при требованиях ускоренного строительства. Стальной каркас одноэтажного промышленного здания включает в себя комплекс следующих конструктивных элементов: колонны, стропильные и подстропильные фермы, подкрановые балки, прогоны, элементы фахверка и связи. Элементы связаны между собой и образуют пространственную геометрически неизменяемую систему.

Поперечные рамы, состоящие из шарнирно или жёстко связанных между собой колонн и ригелей, являются основными несущими конструкциями здания, воспринимающими вертикальные и горизонтальные нагрузки.

Защита стальных конструкций от чрезмерного нагрева производится облицовкой огнеупорными материалами (керамикой, бетонами и т.п.) и

установкой отражательных экранов при постоянном или временном источнике теплоизлучения (на некоторых участках ТР).

Стальные колонны выпускают постоянного по высоте сечения и переменно-ступенчатые . Различают колонны сплошные и сквозные .

Стены

К наружным стенам промышленных зданий предъявляют следующие требования: сохранение температурно-влажностного режима помещений, прочность и устойчивость; огнестойкость и долговечность; индустриальность возведения; соответствие эстетическим требованиям; экономичность, небольшой вес, возможность использования местных строительных материалов.

Выбор материала стен в большой степени зависит от температурно-влажностного режима помещений и климатических условий района строительства.

Стены промышленных зданий подразделяются на ненесущие (навесные), самонесущие и несущие.

Навесные стены выполняют, в основном, ограждающие функции и свой вес передают на колонны каркаса.

Навесная конструкция стен в промышленных зданиях имеет преимущественное распространение. Выполняют из асбестоцементных и металлических листов и панелей.

Самонесущие стены несут собственный вес в пределах полной высоты здания. Выполняют из железобетонных панелей.

Несущие стены применяют в зданиях бескаркасных и с неполным каркасом из кирпича, блоков, монолитного железобетона. Являясь одновременно несущей и ограждающей конструкцией, несущие стены воспринимают вес покрытия, ветровые и снеговые нагрузки. Кирпичные стены промышленных зданий в силу большой протяжённости укрепляют пилястрами, либо выполняют криволинейного или ломаного очертания в плане.

Покрытия

В системе конструкций промышленного здания покрытие занимает ответственное место. Оно определяет долговечность, характер внутреннего пространства, архитектурный облик здания.

По конструктивной схеме покрытия подразделяют на плоскостные и пространственные. Плоскостные покрытия, применяемые, в том числе, и в зданиях СТОА, являются наиболее универсальными и простыми в возведении и надёжными в эксплуатации. Несущие и ограждающие конструкции работают независимо друг от друга.

Особенностью пространственных покрытий является совмещение в них функций несущих и ограждающих конструкций. Все элементы пространственной системы работают как единое целое. Пространственные покрытия, имея криволинейную поверхность рациональной геометрической формы, обладают высокой жёсткостью и наиболее целесообразны в зданиях с пролётами свыше 30 м. Сложны по конструкции и трудоёмки при монтаже.

По профилю поперечного сечения покрытия подразделяют на одно–, двух– и многоскатные, плоские, шедовые и криволинейные.

Односкатные покрытия применяют редко (в однопролётных зданиях шириной до 12 м). Двухскатные покрытия применяют в однопролётных зданиях любой ширины.

Многоскатные покрытия применяют в многопролётных зданиях, причём каждый пролёт перекрывают двухскатным покрытием.

Плоские перекрытия применяют для зданий многих отраслей промышленности, в том числе и для обслуживания автомобилей.

Здания не должны иметь светоаэрационных фонарей.

При использовании плоских покрытий создаются условия для устройства асфальтовой и водонаполненной кровель.

Шедовые покрытия состоят из целого ряда ориентированных на север вертикальных или наклонных остеклённых поверхностей. Шедовые покрытия исключают попадание в помещения прямых солнечных лучей, целесообразны в зданиях, предназначенных для производств, требующих хорошего равномерного естественного освещения.

Криволинейные покрытия получили широкое распространение в строительстве зданий с пространственными и висячими системами, позволяющими перекрывать большие пролёты.

Плоскостные покрытия

Выбор типа и материала несущих конструкций покрытия производят с учётом района строительства, ширины пролётов, величины и характера нагрузок на покрытие, системы размещаемых под покрытием коммуникаций типа кровли и др. Несущие конструкции плоскостных покрытий выполняют из железобетона, металла и комбинированные.

В плоскостных покрытиях обычно применяют следующие типы несущих конструкций – балки, фермы, арки и рамы.

Железобетонные балки применяют для устройства покрытий в промышленных зданиях при пролётах 6, 9, 12 и 18 м. Железобетонные балки могут быть односкатными, двухскатными и с параллельными поясами.

Односкатные балки опирают на железобетонные колонны разной высоты, которая кратна модулю 600 мм.

Железобетонные фермы применяют для перекрытия пролётов 18, 24 и 30 м, их устраивают с шагом 6 и 12 м .

а – сегментная; б – арочная; в – треугольная; г – полигональная; д – то же, с пониженным нижним поясом; е – с параллельными поясами

Железобетонные фермы покрытий

Применение 18-метровых ферм целесообразно в том случае, когда в пределах покрытия необходимо разместить коммуникационные трубопроводы и вентиляционные каналы или использовать межферменное пространство для устройства технических этажей.

Железобетонные арки целесообразно применять при больших пролётах (40 м и более).

Опорами арок могут быть колонны здания или специальные фундаменты. При больших пролётах арки, как правило, опирают непосредственно на фундаменты.

В практике строительства применяют преимущественно арки из сборных элементов, которые собирают из блоков.

Железобетонные рамы устраивают однопролётными и многопролётными, монолитными и сборными .

Рамы представляют собой стержневую конструкцию, геометрическую неизменяемость которой обеспечивают жёсткие соединения элементов рамы в узлах. Очертание ригелей в раме может быть прямолинейным, ломаным или криволинейным. Стойки рам могут выступать из плоскости стен в наружную сторону, что придаёт зданию своеобразное архитектурное решение которых совмещены несущие и ограждающие функции. Пространственные покрытия выполняют из плоскостных элементов, монолитно связанных между собой и работающих как единое целое. Материалами для них служат металл и железобетон (монолитный, сборный и сборно-монолитный). Экономичны в расходе строительных материалов, повышенная жёсткость и прочность.

К пространственным конструкциям покрытий относятся: оболочки, складки, купола, своды и висячие системы.

Оболочки представляют собой пространственные тонкостенные конструкции с криволинейными поверхностями.

Применяют несколько типов оболочек. Простейшими из них являются цилиндрические оболочки, применяемые при пролётах 24 – 48 м. Оболочка состоит из тонкой изогнутой по цилиндрической поверхности плиты, усиленной бортовыми элементами. Её опирают по торцам на диафрагмы, поддерживаемые колоннами. Различают оболочки короткие и длинные. Оболочка считается короткой при соотношении ширины к пролёту < 1, если ≥ 1, то оболочку называют длинной образующие потолок. В зоне чердака располагают воздуховоды, светильники, электросеть.

Из цилиндрических оболочек, располагая их наклонно, создают так называемые шедовые покрытия, которые могут иметь зубчатый или пилообразный поперечный профиль . Их пролёт принимают до 48 м при шаге или длине волны 12 м. Разновидность шедовых покрытий – коноиды. Поверхность коноида получают путём движения прямой образующей, передвигающейся параллельно самой себе по двум направляющим, одна из которых прямая линия, а другая – кривая любого очертания. Чаще всего за кривую направляющую принимают дугу круга или параболу. В торцах коноида устраивают диафрагмы жёсткости в виде ригеля, имеющего криволинейное очертание. Оболочки коноида обычно имеют пролёты до 12 м с длиной волны до 90 м, при этом скорлупу выполняют толщиной до 100 мм . Диафрагмы жёсткости в оболочках шедового типа могут быть в виде железобетонных арок с затяжками, а иногда в виде стальных ферм Уоррена