Конструктивные решения промышленных зданий

1 Конструктивные решения  промышленных зданий 
 

1. Фундаменты  и фундаментные балки

         Фундамент в данной курсовой  работе :

Фундамент марки  ФГ11-2 столбчатый из монолитного железобетона.

Размеры 3600*3000 мм, размеры ступени( 2 шт.) 2700*2100 мм

       Фундаменты.

          Все фундаменты монолитные. Фундамент  условно делится на две части:  подколонник и плиту, которая  может иметь одну, две или три  ступени. Для колонн, близких по  размерам поперечного сечения,  размеры сечения подколонника  приняты одинаковые.

          В верхней части подколонника  размещен стакан для колонн. Дно  колонны располагается на расстоянии 50 мм ниже проектной отметки  низа колонн с тем, чтобы  после распалубки фундамента  путем подливки слоя цементного  раствора компенсировать возможные неточности в размерах и заложении фундаментов.

         Для лучшего закрепления колонн  в стакане фундамента на ее  боковых поверхностях делают  горизонтальные бороздки.

         Для каждого сечения  подколонника  разработаны несколько марок  фундаментов, отличающихся площадью подошвы,  а также числом и размерами ступеней.

         Для фундаментов колонн прямоугольного  сечения имеется 18 типоразмеров  подошвы от 1,5 Х 1,5 до 5,4 Х 5,4 м.

        Ступени плиты всех фундаментов  имеют единую унифицированную  высоту 300 мм .

        Размеры высот фундаментов также  унифицированны: фундаменты колонн  прямоугольного сечения могут  иметь высоту 1,5; 1,8; 2,4; 3 ,6 ; 4,2 м. Под  фундаментами предусмотрено устройство  подготовки в виде слоя бетона  марки М50 толщиной 100 мм. Все фундаменты в плане симметричные и по отношению к колоннам располагаются симметрично. Привязка фундаментов к разбивочным осям определяется привязкой колонн.

        Плита фундаментов армируется  по низу подошвы сварными сетками.  Подколонник армируется двумя вертикальными сетками, расположенными по коротким сторонам его сечения, а в пределах высоты стакана также горизонтально расположенными сварными сетками.

      Фундаментные балки

    Балки предназначены для применения в промышленных каркасных зданиях с шагом колонн 6 и 12 м. В качестве фундаментов самонесущих стен.

     Балки нормальной длиной 6 м разработаны  для кирпичных стен толщиной  от 250 до 510 мм и для панельных  стен толщиной от 200 до 400 мм.   

     Балки длиной 6 м, изготовляемые без предварительного напряжения, имеют марку ФБ с добавлением цифр.

       Балки имеют тавровое и трапецеидальное  поперечное сечение со скосами,  облегчающими извлечение балок  из форм при изготовлении.  Конструктивная длина выбирается  в зависимости от ширины подколонника  и местоположение балочек..

  Верхняя грань всех балок располагается  на 30 мм ниже уровня чистого пола. Балки  свободно устанавливаются на бетонные столбики необходимой высоты, бетонируемые  на уступах фундаментов колонн. Зазоры между  торцами балочек, а также между концами балочек м колоннами заполняют бетоном марки М 100. 

     Материалы: Балки изготовляют из бетона марок М 200 – М 400. Рабочая арматура балок ФБ – плоские стальные каркасы из горячекатаной сталь периодического профиля класса А – 111, а балок ФБН – из горячекатаной сталь периодического профиля класса А – 111в.

2. Колонны

       В данной курсовой работе: двухветвевые колонны  для здания с мостовыми кранами грузоподъемностью 50 т. 

      Колонны предназначены для одноэтажных  однопролетных и многопролетных  зданий с пролетами 18 , 24 и 30 м и высотой от 10,8 и до 18 м  с фонарями и без фонарей,  оборудованных мостовыми кранами общего назначения грузоподъемностью 10 – 50 т среднего и тяжлого режимов работы. 

     Шаг колонн по крайним рядам  6 и 12 м., по средним только 12м.

     Обозначение марки колонн состоит  из букв КД, римской цифры –  номера выпуска серии рабочих  чертежей и арабской цифры – номера колонн по несущей конструкции.

      Колонны запроектированы в нижней  части с двумя ветвями, соединенными  распорками. Ветви, распорки и  верхняя часть колонн имеют  сплошное прямоугольное сечение.  Арматура вязаная в виде сварных каркасов.  В колоннах предусмотрены закладные детали: лист М – 1 с анкерными болтами для опирания и крепления ж.б . конструкций покрытия; детали М – 2 в парных коротышей прокатного уголка для крепления продольных стен; парные уголки М – 22 для крепления путей подвесного транспорта; петли для подьема балок при монтаже. 

       В стенах всех балок предусмотрены  отверстия диаметром 50 мм с  шагом 1000 мм для подвешивания  электропроводки и осветительной  арматуры.  

   Материалы: Колонны изготовляют из бетона марки М 300,М 400.Рабочая арматура из горячепрокатаной стали периодического профиля класса А-111  

Фахверковые колонны 400Х 400.

        Они применяются в торцовых  фахверках и фахверках продольных  стен одноэтажных промышленных  зданий, имеющие самонесущие и ненесущие стены из панелей длиной 6 или 12 м или кирпичные самонесущие стены. Фахверковые колонны имеют постоянно поперечное сечение высотой 300 мм. Колонны армируются пространственными сварными каркасами.

       Закладные детали: лист М –  8 в верхнем торце колонн для крепления их верхнего конца; уголки М – 31 для крепления колонны к фундаменту. 

   Материалы: Колонны изготовляются из бетона марок М 200 – М 400. Рабочая арматура из горячекатаной сталь периодического профиля класса А – 111.

3. Стропильные и подстропильные конструкции

     Фермы  разработаны для применения в  скатных и  покрытиях промышленных зданий с мостовым краном при пролетах 18 и 24 м и шаге ферм 6 и 12 м Фермы устанавливаются на подстропильные фермы.

      Ферма представляет собой сквозную  несущую конструкцию, образованную  из отдельных стальных стержней, соединенных в углах на сварке  с помощью фасонок. Фермы изготовляются из стали двух марок 14 Г2 и 10Г 2

          Подстропильные фермы разработаны  для применения в покрытиях  промышленных зданий в тех  случаях, когда шаг колонн больше  шага стропильных ферм. Подстропильные  фермы пролетом 12м могут устанавливаться на  стальные , так и на железобетонные колонны, фермы пролетом 18 и 24 м – только на стальные колонны. Марка фермы состоит из букв и цифр, обозначающих  ПФ-подстропильная ферма, 12,18,24- пролет подстропильной фермы

Подстропильная ферма представляет собой сквозную конструкцию , образованную из отдельных стальных стержней, соединенных в узлах на сварке. Все стержни фермы , кроме стоек, образованы из парных прокатных уголков, расположенных с зазором .

   Стойки  ферм выполнены из прокатных или сварных двутавров и выпущены за пределы нижнего пояса, где и образован узел опирания стропильной фермы на подстропильную.        
 
 

        Плита ребристая  3 Х 6 м, количество  плит 24000/ 3 = 8шт. Масса 1,5 кг. 
 

       Плиты номинальной длины 6 м  предназначены для использования  в качестве настила в покрытиях  промышленных зданий с шагом  стропильных конструкций покрытия 6 м и с рулонной кровлей. Плиты могут укладываться как по железобетонным, так и по стальным несущим конструкциям.

       Плиты шириной 3м предназначены  главным образом для применения  в качестве доборных элементов  , а также на участках покрытий  с повышенной нагрузкой. 

      Кроме рядовых плит изготовляются  плиты с круглыми отверстиями  для установки вентиляционных  зонтов, дефлекторов или крышных  вентиляторов, плиты для легкосбрасываемой  кровли и плиты с проемами  для зенитных фонарей.

      В условиях реального проектирования плиты различаются дополнительно по закладным деталям, степени допустимой агрессивности среды и т.д.

      Обозначение марки плит имеет  вид дроби. В числителе указаны  вид изделия (П- плита) и условное  обозначение основной рабочей  арматуры, в знаменателе – номинальные размеры плиты в метрах, против черты дроби = номер плиты по несущей способности. 

       Плита имеет два основных продольных  ребра высотой 300 мм и поперечные  ребра меньшей высоты, расположенные  с номинальным шагом 1 – 1,5 м. Полка плиты между ребрами имеет толщину 25 – 30 мм.

        Форма поперечного сечения плит  обеспечивает образование между  соседними плитами шва шириной  50 мм. , заполняемого цементным раствором  при монтаже. При больше ширине  шва между плитами , которая в покрытии по фермам может достигать 200 мм , на наружнии выступы продольных ребер плит укладывают враспор поперечные бруски, а по брускам – продольные доски, образующие опалубку для укладки цементного раствора. 

        Все плиты изготовляют с предварительным напряжением. Напрягаемые стержни или группы проволок располагаются в нижней части продольных ребер. Кроме того , ребра и полки плиты армируются плоскими сварными каркасами и сетками.

        По концам продольных ребер  имеются закладные детали М – 29, служащие для приварки к стальным конструкциям или закладным деталям М – 21 сборных железобетонных конструкций покрытия. 

           Материалы: Плиты изготовляют из бетона марок М 200 – М 450 . Основная напрягаемая арматура изготовляется из горячекатаной сталь периодического профиля различных классов, из холоднотянутых высокопрочной проволок5и периодического профиля класса Вр – 11 или семипроволочных прядей класса П – 7.

4. Подкрановые балки

     Подкрановые  балки с уложенными на них  рельсами образуют пути движения  мостовых кранов м прочно соединяясь с колоннами придают каркасу дополнительную строительную жесткость.

     Рельсы к подкрановым балкам  крепят стельными каркасами , располагаемыми через 750 мм. В  целях снижения низма придвижении  крана уменьшение динамики воздействий  на балки и повышение долговечности промышленных путей под рельсой и лапки укладывают прорезиненную ткань толщиной 8 , 10  мм.

      Перепад балок по высоте в  стыках допускается не более  2 мм.

      Во избежании удара о стену  мостовых кранов концы подкрановых  балок снабжают стальными упорами и деревянными брусьями.. 

    Технические  правила допускают применение  стальных подкрановых балок; сборных  железобетонные подкрановые балки  рекомендуется применять в реальных  условиях, если для изготовления  на заводах имеется соответствующая оснастка.

    Балки  могут устанавливаться на железобетонные  колонны  при шаге их 6 или  12 м и пролетах зданий 18 – 30 м. Балки рассчитаны на нагрузку  от двух рядом стоящих кранов  грузоподъемностью  Q = 10…30 т легкого и среднего режима работы.

   Поперечное сечение балок тавровое с полкой в сжатой зоне. Балки изготовляются с предварительным напряжением из бетона марок М300 – М500. Основная, напрягаемая, арматура изготовляется из стали классов А – 111в, Вр – 11 или 11 – 7. 

     В балке предусмотрены закладные детали:

• листы М – 15, служащие для приварки  к ним ( после изготовления балок) накладных опорных листов М – 16 , с помощью которых балки крепятся к колоннам; 
• листы М – 21 для крепления плит настила и М – 23 для крепления фонарей;
• парные уголки М – 2 для крепления панелей стен;
• парные уголки М – 22 для крепления ( с помощью подвесок) путей подвесного транспорта.

          Наружние стены в зависимости от их теплотехнических свойств могут быть условно разделены на две основные группы: утепленные и неутепленные. У тепленные стены применяют для отопляемых зданий, т.е. для зданий , в которых внутренняя температура в зимнее время должна поддерживаться на определенном уровне, независимо от того, каким способом будет компенсироваться теплопотери.

          Неутепленные стены применяются  для неотапливаемых зданий , т.е.  таких, для которых регулирование  внутренней температуры в зимнее  время необязательно. 

           Стена на типовых железобетонных  панелях делится по высоте  на две части: нижнюю, до отметки  на 600 мм ниже уровня низа стропильных  конструкций покрытия, и верхнюю  – выше этой отметки. 

            Ненесущие стены, которые отдельными  ярусами опираются на металлические столики, приваренные к колоннам; в таких стенах оконные проемы выполняются только ленточными; на глухих участках  такая стена тоже ненесцщая. 

            Сомонесущие стены – с отдельными  проемами номинальной шириной  3 или 4,5 м и простенками между окнами; минимальная толщина панелей в самонесущих стенах 200 мм. Самонесущие стены отличаются от навесных большой плотностью швов и применяются при повышенной влажности, агрессивной среды и т.п.   

             Устойчивость торцовых панелей стен обеспечивается установкой колонн торцового фахверка, которые располагаются с шагом 6 или 12 м соответственно длине панели. 

            При проектировании промышленных  зданий следует применять как  можно меньше внутренних стен  и перегородок, по возможности отказываясь от них совсем. Внутренними стенами необходимо выделять помещения, в которых располагаются технологические процессы, связанные с выделением в рабочую зону газов, пыли, особо шумные процессы или, наоборот, помещения с повышенными требованиями к производственному комфорту.

             В отдельных случаях внутренние  стены бывают необходимы как  противопожарные перегородки.

             В пролетах с мостовыми кранами  и фонарями поперечных внутренних  стен устраивать не следует.

           Основными материалами для внутренних стен панели, которые дают более индустриальное, но менее гибкое решение.

           Внутренние кирпичные стены следует,  располагать на разбивочных осях, т.к это упрощает конструктивное  решение стеню