Железобетон

КОНСТРУКЦИИ МНОГОЭТАЖНЫХ РОМЫШЛЕННЫХ ЗДАНИЙ

'Й,- Конструктивные схемы зданий

R Многоэтажные промышленные здания служат для размещения различных производств — легкого машино­строения, приборостроения, цехов химической, электро­технической, радиотехнической, легкой промышленности и др., а также базисных складов, холодильников, гара­жей и т. п. Их проектируют, как правило, каркасными с навесными панелями стен.

Высоту промышленных зданий обычно принимают по условиям технологического процесса в пределах от 3 до 7 этажей (при общей высоте до 40 м), а для некоторых видов производств с нетяжелым оборудованием, уста­навливаемым на перекрытиях, до 12—14 этажей. Ширина промышленных зданий может быть равной 18—36 м и ;более. Высоту этажей и сетку колонн каркаса назначают в соответствии с требованиями типизации элементов кон­струкций и унификации габаритных параметров. Высоту ітажей принимают кратной модулю 1,2 м, т. е. 3,6; • 4,8; 6 м, а для первого этажа иногда 7,2 м. Наиболее распрд - етраненная сетка колонн каркаса 6X6, 9X6, 12X6 м. Такие ограниченные размеры сетки колонн каркаса обу­словлены большими временными нагрузками на-пере­крытия, которые могут достигать 15 кН/м2, а в некото­рых производствах 25 кН/м2 и более.

Для промышленного строительства наиболее удобны Шгогоэтажные каркасные здания без специальных вер­тикальных диафрагм, поскольку они ограничивают сво­бодное размещение технологического оборудования ji производственных

Ных связей или же вертикальных железобетонных диаф­рагм, располагаемых по рядам колонн и в плоскости на­ружных стен, — по связевой системе (рис. XV.2). Если, в продольном направлении связи или диафрагмы по тех­нологическим условиям не могут быть поставлены, их •Заменяют продольными ригелями. В этом случае прост­ранственная жесткость и в продольном направлении обеспечивается по рамной системе.

При относительно небольшой временной нагрузке на перекрытия пространственная жесткость и в поперечном направлении обеспечивается по связевой системе; при этом во всех этажах устанавливаются поперечные вер­тикальные диафрагмы. Шарнирное соединение ригелей с колоннами в этом решении достигается установкой ри­гелей иа консоли колони без монтажной сварки в узлах.

Пример решения конструкции зданий с балочными перекрытиями приведен иа рис. XV.3. Верхний этаж зда­ния при наличии мостовых кранов (здания химической промышленности) компонуют. из колоии, ригелей и под­крановых балок, аналогичных по конструкции примени; емым для одноэтажных промышленных зданий.

"j — основные этажн; 2 — меж - , ферменные этажн; 3 — соеди­нения колонн с безраскоснымн фермами

Ригели соединяют с колоннами (стойками) иа консо­лях, с применением ваииой сварки выпусков арматуры и обетоиироваиием полости стыка иа монтаже. Для между­этажных перекрытий применяют ребристые плиты шири­ной 1500 йли 3000 мм. Плиты, укладываемые по линии колоии, служат связями-распорками, обеспечивающими устойчивость каркаса иа монтаже.

497

В таких зданиях возможно опирание плит перекры­тий двух типов: на полки ригелей таврового сечеиия (для производства со станочным оборудованием, нагрузки от которого близки к равномерно распределенным) и по верху ригелей прямоугольного сечения (главным обра-

32—943

Зом, для зданий химической промышленности с оборудо­ванием, провисающим из этажа в этаж и передающим большую сосредоточенную нагрузку на одну опору). В обоих типах опирания плит типовые ригели при проле­тах 6 и 9 м имеют одинаковое сечение 800 мм и ширину ребра 300 мм.

Типовые конструкции многоэтажных промышленных зданий с балочными перекрытиями разработаны под различные временные нагрузки — от 5 до 25 кН/м2.

Пример решения конструкции здания с. безбалочными перекрытиями приведен на рис. XV.4. Ригелем много­этажной рамы в поперечном и продольном направлениях. служит безбалочная плита, жестко связанная с колонна­ми с помощью капителей. Пространственная жесткость здания в обоих направлениях обеспечивается по рамной системе. Унификация размеров плит и капителей средних и крайних пролетов безбалочного перекрытия достигает­ся смещением наружных самонесущих стен с оси край­него ряда колонн на расстояние, равное половине шири­ны надкапительной плиты.

Многоэтажные промышленные здания с часто распо­ложенными опорами при сетке колонн 6X6 или 9X6 м не всегда удовлетворяют требованиям гибкой планиров­ки цехов, модернизации оборудования и усовершенство­вания производства без дорогостоящих переустройств. Поэтому применять их следует в случае больших времен­ных нагрузок на перекрытия более 10 кН/м2.

Особенность конструктивного решения универсальных промышленных зданий с этажами в межферменном про­странстве состоит в том, что они имеют крупную сетку колонн 18X6, 18X12, 24X6 м. Большие пролеты здания перекрывают безраскосными фермами. При этом в пре­делах конструктивной высоты этих ферм устраивают дополнительные этажи, в которых размещают инженер­ное оборудование и коммуникации, бытовые, складские и. другие вспомогательные помещения. Высота межфер­менных этажей может быть 2,4; 3 и 3,6 м.

Пример решения конструкций универсального про­мышленного здания приведен на рис. XV.5. Здание име­ет 6 этажей —три основных и три межферменных. Без­раскосные фермы, жестко связанные с колоннами, явля­ются составной частью многоэтажного каркаса и работают как ригели рам. Крайние стойки ферм вверху и внизу снабжены выступами для соединения с колонна-

И ниже - и вышележащих этажей. Плиты перекрытий в |>сиовных этажах ребристые; их укладывают на верхний пояс ферм. Панели перекрытий вспомогательных этажей пустотные или ребристые; опираются они на полки ниж­него пояса ферм (рис. XV.6).

2. Конструкции многоэтажных рам

Многоэтажные сборные рамы членят на отдельные элементы, изготовляемые на заводах и полигонах, с со­блюдением требований технологичности изготовления и монтажа. конструкций. Ригели рамы членят преимущест­венно на отдельные прямолинейные элементы, стыкуемые ' по грани колонны скрытым ИЛН КОНСОЛЬНЫМ СТЫКОМ (рис. ч XV.7, а, б). Колонны также членят на прямолинейные элементы, стыкуемые через два этажа — выше уровня перекрытия. Чтобы сохранить монолитность узлов и уменьшить число типов сборных элементов, многоэтаж­ные рамы в некоторых случаях членят на отдельные од - нопролетные одноэтажные рамы (рис. XV.7, в).

Стыки многоэтажных сборных рам, как правило, вы­полняют жесткими. При шарнирных стыках уменьшается <?бщая жесткость здания и снижается сопротивление де­формированию при горизонтальных нагрузках. Этот не­достаток становится особенно существенным с увеличе­нием числа этажей каркасного здания. Шарнирные стыки ригелей на консолях колонн неэкономичны, осо­бенно в сравнении с жесткими бесконсольными стыками ригелей (см. рис. XI.16).

Типовые ригели пролетом 6 м армируют ненапрягае­мой арматурой, пролетом 9м — напрягаемой арматурой в пролете (рнс. XV.8). Колонны высотой в два этажа армируют продольной арматурой и поперечными стерж* иями как внецентренно сжатые элементы (рис. XV.9).

32»

4 5) Si

Рис. XV.7. Конструктив­ные схемы членения мно­гоэтажных рам на сбор­ные элементы

499

Рис. XV.8. Армиро­вание ригеля по­перечной рамы про­летом 9 м

А-А

200 155

Напрягаемая ' ау натура.

Жесткие стыки колоии мно­гоэтажных рам воспринимают продольную силу N, изгибаю­щий момент М и поперечную силу Q. Арматурные выпуски стержней диаметром до 40 мм стыкуют ваииой сваркой (рис. XV. 10). При четырех арматур­ных выпусках для удобства сварки устраивают специаль­ные угловые подрезки бетона длиной 150 мм, при арматур­ных же выпусках по перимет­ру сечения подрезку бетона делают по всему периметру. Концы колони, а также места подрезки бетоиа усиливают поперечными сетками и закан­чивают стальной центрирую­щей прокладкой (для удобст­ва рихтовки иа монтаже). По­сле установки и выверкн сты­куемых элементов колонны и сварки арматурных выпус­ков устанавливают дополнительные монтажные хомуты диаметром 10—12 мм. Полости стыка — подрезки бетона и узкий шов между торцами элементов замоноличивают

Рис. XV.10. Конструкция жесткого стыка колонн с ванной сваркой арматурных выпусков

А — прн четырех угловых арматурных выпусках; б — прн арматур - ных выпусках по сторонам сечення колонны; 1 — ванная сварка; 2 -гцентрирующая прокладка; 3 — хомут, устанавливаемый на мон­таже; 4 — арматурные выпуски; 5 — бетон замоиоличивания в под­резках; 6 — сетки косвенного армирования

* в инвентарной форме под давлением. Исследования по­казали достаточную прочность и надежность стыка, В сравнении с другими стыками, устраиваемыми на сварке стальных закладных деталей, описанный стык Экономичнее по расходу стали и трудоемкости.

Уменьшение изгибающего момента в стыках колонн многоэтажного каркасного здания в большинстве случа­ев достигается выбором места расположения стыка бли­же к середине высоты этажа, где изгибающие моменты от действия вертикальных и горизонтальных нагрузок приближаются к нулю и где улучшаются условия для монтажа колонн.

Многоэтажные монолитные и сборно-монолитные ра« <мы. Армирование ригеля многоэтажной монолитной ра-

2S.0

Рнс. XV.11. Армирование узлов монолитной многоэтажной ра­мы

Рнс. XV.12. Схема несущего ар­матурного каркаса монолитной многоэтажной рамы

Мы аналогично армированию главной балки монолитного ребристого перекрытия, за исключением крайней опоры, где ригель жестко соединен с колонной (рис. XV.11, а). При конструировании рамы предусматривают устройство швов бетонирования, что связано с временными переры­вами в укладке бетона. Швы бетонирования в колоннах устраивают в уровне верха перекрытия. В этих местах из колонн нижележащего этажа выпускают концы арма­туры для соединения с арматурой колонн вышележащего этажа (рис. XV. 11, б).

Монолитные рамы больших пролетов и с большой вы­сотой этажей целесообразно армировать несущими арма­турными каркасами. На рис. XV.12 приведена схема не­сущего арматурного каркаса многоэтажной рамы.

Сварные каркасы для каждого пролета ригеля изго­товляют в виде плоских раскосных ферм и собирают в один пространственный каркас, связанный поверху й по­низу. горизонтальными связями. Арматурный каркас колонны изготовляют в виде пространственного каркаса, образованного из продольных стержней, хомутов и попе­речных связей, расположенных по боковым граням.

Сборно-монолитные рамы также выполняют с жест­кими узлами. Ригель таврового сечения имеет выступа­ющие кверху хомуты и открыто расположенную верхнюю опорную арматуру (рис. XV.13, а). По верх ригеля уло-

Жены ребристые панели с' |азором между их торцами 12 см. Жесткость узлового Сопряжения ригеля С КОЛОН­НОЙ обеспечивается соедине­нием на опоре верхней ар­матуры ригеля. Для этой це - *и в колоиие предусмотрено отверстие, через которое Пропускают опорные стерж­ни стыка. Для укладки па­нелей в ригелях могут быть выступающие полочки (рис. XV. 13, б). После монтажа сборных элементов, укладки и сварки опорной арматуры ригеля полости между панелями и зазоры между торца­ми ригеля и колонной заполняют бетоном, чем достига­ется замоиоличивание рамы. При этом ригели благодаря совместной работе с панелями работают как тавровые сечения.