Вся электронная библиотека >>>

 Основы строительного дела >>>

    

  

Основы строительного дела


Раздел: Строительство

 

Ограждающие конструкции

  

 

Ограждающие конструкции по деревянным стропильным фермам или балкам в зависимости от температурно-влажностного режима помещений могут быть холодными и теплыми.

В первом случае ограничиваются укладкой дощатого настила по прогонам, располагаемым над узлами верхнего пояса стропильной фермы. Для теплых помещений ранее широко применялся сплошной деревянный настил (деревоплита) из досок толщиной 40—50 мм, поставленных на ребро и скрепленных гвоздями ( 88,а и б). Такой сплошной настил, несмотря на относительно небольшую толщину (9—10 см), обладает обычно достаточными теплозащитными качествами и несущей способностью. Поверх деревоплиты по брускам, располагаемым через 50—70 см и создающим возможность проветривания конструкций, укладывают защитный настил под углом 45° к брускам. В связи с большим расходом лесоматериалов на деревоплиту такая конструкция допускается в настоящее время в исключительных случаях.

Более экономична по расходу материалов конструкция с настилом из досок толщиной 40—50 мм (по прогонам) с добавлением слоя "какого-либо эффективного (легкого) утеплителя ( 88,в).

Следует отметить, что полноценных решений деревянных ограждающих и несущих конструкций пока не существует вследствие подверженности древесины загниванию. Кроме того, деревянные конструкции представляют большую опасность в пожарном отношении. При значительных площадях деревянных покрытий следует устраивать в здании промежуточные железобетонные пролеты — «противопожарные зоны, разделяющие покрытие согласно противопожарным нормам на участки по 1 200—4 ООО м2 ( 89).

Балочные конструкции, применяемые при пролетах 6—9 м, делаются в виде системы прогонов, вспомогательных балок и плит, образующих монолитное целое и опирающихся обычно на стены ( 90,а). При большей ширине здания устраивают двухпролетные или многопролетные балочные .покрытия ( 90,6) путем установки одного ряда колонн (или больше) внутри помещения.

Рамными конструкциями, состоящими из жестко соединенных между собой стоек (колонн) и ригелей, образующих в статическом отношении одно целое, можно перекрывать значительные пролеты ( 90,в). Рамы, располагаемые на расстоянии 5—6 м, воспринимают нагрузку от плиты через систему балок, опирающихся на ригели. Ломаное очертание ригеля (для образования скатов) дает экономичные результаты для пролетов до 15 м. При большей ширине здания переходят к покрытиям с криволинейным очертанием ригелей или к многопролетным рамам.

Железобетонные монолитные сводчатые (арочные) покрытия состоят из арок, опирающихся на колонны, и тонкой (6—8 см) сводчатой плиты между арками ( 90,а). Распор арок воспринимается железобетонными или металлическими затяжками. Недостаток железобетонных затяжек — невозможность их подтягивания, поэтому чаще применяют стальные затяжки из круглых стержней диаметром около 40 мм со стяжными муфтами. Для защиты от огня в случае пожара металлические затяжки покрывают слоем бетона по обмотке из проволоки или по сетке/

Железобетонные цилиндрические монолитные своды- оболочки ( 91,а) для покрытий производственных и складских зданий в связи с последними достижениями отечественной науки в области теории их расчета получаются

значительно легче обычных арочных конструкций. Достигнуто сокращение расхода бетона на 30%; весьма эффективным оказалось использование передвижной подъемно-опускной опалубки, облегчившей выполнение работ при сокращении расхода древесины в несколько раз.

Толщина оболочки находится в пределах от 4 до 7 см при шаге колонн 6 или 12 м. В целях унификации элементов передвижной опалубки радиус кривизны оболочки принят одинаковым и равным 15 м для всех пролетов (12, 15 и 18 м). Жесткость сводов-оболочек обеспечивается наличием бортовых элементов и диафрагм в виде балок или арок ( 91,6).

Расчетная высота фермы ( 93,6) по осям ^поясов равна Уз пролета. Фермы опираются на колонны крайними узлами верхнего пояса, что повышает их устойчивость при монтаже (центр тяжести фермы лежит ниже уровня ее опор). Крепление ферм к колоннам осуществляется при помощи сварки стальных листов, заложенных в железобетонные фермы и колонны при их изготовлении. Бетон принят марки 200.

Железобетонные покрытия применяются во всех случаях, когда здание должно обладать высокой степенью огнестойкости и капитальности, а также при наличии в помещениях значительных влаговыделений от технологических процессов. Однако при пролетах более 18 м железобетонные конструкции покрытий получаются тяжелыми и мало экономичными, а поэтому применяются редко.

Стальные стропильные фермы. Вследствие указанных выше недостатков деревянных и железобетонных конструкций покрытий в современном капитальном строительстве промышленных зданий широко применяются Стальные несущие конструкции покрытий.

Стальные стропильные фермы отличаются малым весом, просты в изготовлении и сборке; однако для их изготовления требуется значительное количество металла. При пожаре стальные конструкции подвергаются быстрым и значительным деформациям, особенно при наличии в цеховых помещениях горючих материалов. Поэтому в тех случаях, когда здание характеризуется повышенной пожарной опасностью, необходимо переходить к железобетонным конструкциям.

Стальные конструкции особенно целесообразны для крупных цехов металлообрабатывающей и металлургической промьгшлен- лости, отличающихся большими пролетами и оборудованных тяжелыми кранами. Различают треугольные и полигональные стальные стропильные фермы.

Полигональные стальные фермы — наиболее распространенная в современном промышленном строительстве разновидность несущих конструкций покрытия. Очертание и характер решетки стальных ферм в настоящее время унифицированы ( 95,а), что значительно упрощает работу заводов-изготовителей. Элементы фермы чаще всего выполняются из уголкои реже — из швеллеров или двутавров. В узлах элементы фермы соединяются при помощи фасонок (косынок) из листовой стали, располагаемых между парными уголками ( 95,6 и в). Соединение элементов фермы между собой осуществляется сваркой или на заклепках. В «последнее время особенно большое распространение получили сварные фермы, так как по расходу металла они экономичнее клепаных.

Стальные фермы могут опираться на стальные или железобетонные колонны, а также на каменные стены или столбы.

К стальным колоннам фермы крепятся сбоку ( 95,а) при помощи опорного «столика», воспринимающего вертикальные нагрузки, и болтов, обеспечивающих жесткость каркаса и работающих на горизонтальные усилия.

На железобетонные и каменные опоры ферма устанавливается опорным узлом ( 95,5) с закреплением обоих концов фермы при помощи анкеров; для установки ферм на каменные опоры предусматриваются бетонные подушки.

Подвижное опирание одного из концов ферм в конструкциях промышленных зданий практически не встречается, так как в каркасах зданий больших размеров устранение напряжений, могущих возникнуть при колебаниях температуры, достигается устройством температурных швов.

Связи по верхним поясам, необходимые для обеспечения боковой устойчивости сжатых поясов стропильных ферм, устраиваются в виде решетки, соединяющей верхние пояса двух соседних ферм и образующей вместе с ними поперечную связе- вую ферму; устойчивость верхних поясов промежуточных стропильных ферм (расположенных между поперечными связевыми фермами) обеспечивается установкой распорок.

Связи по нижним поясам ферм имеют назначение:

а)         уменьшить деформации продольного ряда колонн ори действии горизонтальных сосредоточенных нагрузок (например, при поперечном торможении крана) путем распределения этих нагрузок на большее число колонн;

б)        образовать опору для верхних концов стоек стенового каркаса в торцах здания (или между основными колоннами);

в)         обеспечить пространственную неизменяемость покрытия в плане.

В соответствии с этим связи по нижним поясам представляют собой горизонтальные продольные и поперечные связевые фермы, ( 96,а, б). Поперечные связи по верхним и нижним поясам стропильных ферм рекомендуется совмещать в плане.

В зданиях со смешанным каркасом (длина температурного блока не более 60 м) поперечные связевые фермы устанавливают :по концам каждого температурного блока; в зданиях ico стальным каркасом (длина температурного блока 120—150 м) устанавливают, кроме того, промежуточные связевые фермы на расстояниях, не превышающих 60 м.

Вертикальные связи, обеспечивающие правильность расположения каждой фермы в вертикальной плоскости ( 96,а, в), размещаются обычно в плоскостях опорных стоек стропильных ферм, а иногда и по середине пролета.

В сборных покрытиях поверх несущих стальных или железобетонных конструкций укладываются прогоны, а по прогонам — настил. Наиболее широко распространены стальные прогоны из прокатных швеллеров № 18—24 ( 97,а).

Для экономии металла рекомендуется применять решетчатые стальные прогоны ( 97,6), свариваемых из круглой или профильной стали. В последнее время предложены и железобетонные прогоны ( 97,в), применение которых обеспечивает экономию металла до 10 кг на 1 м2 проекции покрытия. Прогоны располагаются над узлами стропильных ферм, вследствие чего решетка ферм не может выбираться произвольно, а должна быть увязана со стандартными размерами элементов настила-

Настилы покрытий применяются в основном железобетонные и асбестоцементные.

Сборные железобетонные плиты настила в соответствии с ГОСТ 514-48 выполняются преимущественно ребристыми с торцами прямоугольного или фигурного очертания ( 98,а и б). Первые предназначаются для укладки по прогонам, имеющим широкие полки; вторые — для прогонов с более узкими полками, так как фигурное очертание торцов плиты позволяет увеличить площадь опирания их на прогоны. Стандартная ширина плит — 495 мм; при этом с учетом Ъ-мм зазора ширина уложенных плит по осям равна 500 мм. Толщина плиты между ребрами — 25 мм; высота ребра — 80 и 120 мм. Для предупреждения сползания плит в ребрах у опор делаются небольшие выемки ( 98,в).

Плоские плиты толщиной 40—60 мм предназначаются для укладки в ендовах при устройстве внутреннего отвода воды с крыш, в бортах фонарей (описаны ниже) и т. д. Для пропуска труб внутренних водостоков такие плиты изготовляются с соответствующими отверстиями. Бетон для сборных железобетонных плит настила должен быть марки не ниже 170.

В последнее время в строительстве начали применять облегченные часторебр.истые армоцементные олиты ( 98,г), которые почти в 2 раза легче обычных железобетонных. Армоцементные плиты имеют толщину между ребрами всего лишь 10 мм; поэтому вся арматура располагается в продольных и поперечных ребрах плиты. Армоцементные плиты изготовляют в металлических формах с немедленной распалубкой.

Крупнопанельный коробчатый настил ( 99), разработанный Гипротисом, является новым, весьма эффективным решением настила, исключающим необходимость в прогонах. В связи со значительной длиной плиты, соответствующей шагу колонн в 6 My и значительными размерами плит обеспечивается быстрая сборка настила.

Утепление покрытий с настилом из железобетонных и армоцементных плит или крупнопанельного настила, а также монолитных железобетонных покрытий производится органическими и неорганическими (минеральными) утеплителями в виде плит или засыпки. Выбор материала и толщина слоя теплоизоляции зависят от температурно-влажностного режима помещений, от климатических условий района строительства и от свойств самого материала. Обычно толщина утепления бывает от 8 до 12 см.

Органические теплоизоляционные плиты — фибролит, камышит, оргалит и торфоплиты — наряду с положительными свойствами имеют ряд существенных недостатков, основным из которых является способность загнивать. Кроме того, некоторые из них не образуют достаточно твердой поверхности

для наклейки рулонного кровельного материала. Лучшими надо считать плиты из фибролита и плиты «оргалит», изготовляемые из специально обработанного древесного волокна. По таким плитам возможна непосредственная укладка рулонной кровли по битумной мастике, без устройства какого-либо выравнивающего слоя ( 100).

Минеральные утеплители не подвержены гниению, огнестойки и обладают хорошими теплозащитными свойствами. К ним относятся пенобетон, пеносиликат, минеральная вата, минеральная пробка и др. Как указывалось выше, на изготовление

пенобетона расходуется значительное количество цемента, поэтому в настоящее время его заменяют пеносиликатом. Пенобетонные и пеносиликатные плиты покрывают сверху тонким выравнивающим слоем цементного раствора состава 1 :4 (стяжка) для заделки швов и подготовки поверхности под оклейку рулонным ковром; по плитам из минеральной пробки кровля укладывается 'непосредственно по битумной мастике.

Утеплители в виде засыпки из гранулированных, и особенно котельных, шлаков следует допускать в исключительных случаях и только в более тяжелых покрытиях, например, с железобетонными, монолитными несущими конструкциями, так как в этом случае большой вес утеплителя мало отражается на изменении общего веса конструкции.

Армированные пенобетонные и пеносиликатные плиты не требуют применения специальных утеплителей, так как совмещают в себе функции несущего и ограждающего элемента. В соответствии с ГОСТ 1781-49 армопенобетонные и армопеносиликатные плиты (см.  97,в) делаются толщиной 100, 120 и 140 мм, что обеспечивает в зависимости от темпера- турно-влажностного режима помещений достаточные теплозащитные свойства ограждения.

Асбестоцементные листовые материалы, обладая высокой механической прочностью, долговечностью и огнестойкостью, являются весьма эффективным материалом для покрытий промышленных зданий. В сочетании с легкими утеплителями асбестоцементные материалы позволяют создать экономичные конструкции легких утепленных настилов. При этом большие размеры асбестоцементных плит (длина до 3 м) облегчают монтаж покрытий и сокращают сроки возведения зданий.

Асбестоцементные полые плиты ЦНИПС ( 101,а) изготовляются из гнутых асбестоцементных листов с утеплением минеральным войлоком или другими легкими теплоизоляционными материалами (пеносиликатом, отходами асбестового производства). Верхние и нижние листы имеют одинаковую конфигурацию и отличаются лишь толщиной; они соединяются при помощи алюминиевых заклепок. Торцовые части плиты закрываются специальными асбестоцементными вставками, которые крепятся к основным листам при помощи деревянных бобьгшек. Крепление плит к прогонам осуществляется специальными стальными кляммерами.

Некоторым недостатком асбестоцементных плит являются их сложная форма и большой расход материала вследствие значительной нахлестки плит друг на друга.

Лотковые асбестоцементные утепленные плиты ( 101,6), разработанные ВНИИАсбестом, .изготовляются на заводе и в готовом виде доставляются к месту работ. Несущий асбестоцементный лоток специального профиля заполняется утеплителем, составляющим неотъемлемую часть конструкции и в значительной мере определяющим качество плиты. В качестве утеплителя применяются отходы асбестового производства в смеси с газообразователем и различными вяжущими, а также древесноволокнистые материалы, связанные цементом в пористую массу (фибролит). По таким плитам устраивается выравнивающий -слой (цементная или асфальтовая стяжка), поверх которого наклеивается рулонная кровля.  

Достоинством этой конструкции является ее индустриаль- ность и малый вес, однако изготовление асбестоцементных плит лоткового профиля довольно сложно.

При выборе конструкций и материалов ограждающих элементов покрытий по стальным фермам следует руководствоваться указаниями § 18 «Технических правил по экономному расходованию металла, цемента и леса в строительстве» (ТП 101-51). С целью снижения веса конструкций и экономии металла необходимо широко применять армированные пеносиликатные и армо- цементные плиты, а также крупнопанельный и асбестоцементный утепленный настилы.

 

 

СОДЕРЖАНИЕ КНИГИ:  Основы строительного дела

 

Смотрите также:

 

Своды однопоясные односетчатые, цилиндрические оболочки...

К этому типу конструкций относятся однопоясные (односетчатые) цилиндрические оболочки и двухпоясные своды.
Двухсетчатые оболочки ( 181, а) образуются системой перекрестных ферм и арок двух или трех направлений.

 

...плоскостные конструкции рамы и арки цилиндрические своды

Распорные плоскостные конструкции. К основным распорным конструкциям относятся рамы и арки (цилиндрические своды, опертые на фундаменты по всей длине...

 

ДЕРЕВЯННЫЕ КОНСТРУКЦИИ. Элементы деревянных...

Для увеличения пролета, или нагрузок, рационально, сохраняя балочную схему, перейти к сквозным конструкциямфермам или аркам. Индустриальные распорные конструкции сплошного сечения при прол...

 

Тонкостенные пространственные конструкции - оболочки...

Диафрагмы жесткости цилиндрической оболочки выполняются как сплошные стены жесткости, как фермы, вделэнные в оболочку как арки с затяжками.
Для производства крупноразмерных пространственных конструкций (таких, как своды

 

Своды и оболочки из сборных железобетонных элементов....

Технология монтажа большепролетных конструкций зданий и сооружений. Возведение зданий с покрытиями в виде оболочек, складок. Своды и оболочки из сборных железобетонных элементов позволяют перекрывать большие...

 

Деревянные клееные конструкции стеновые панели типа АСД...

К несущим относятся конструкции плоскостные — балки, колонны, арки, стойки, фермы и пространственные — цилиндрические своды, оболочки и сферические купола. Цилиндрические своды могут быть распорными...