Железобетонные каркасы одноэтажного промышленных зданий. Элементы каркаса и их статическая работа в здании

Каркас одноэтажного промышленного здания.

Один унитаз (или напольная чаша), писсуар, т. е. один санитарный прибор на 15 чел.

Помещения для личной гигиены женщин устраивают в том случае, когда число работающих женщин в наиболее многочисленной смене сос­тавляет 15 и более человек (рис. 19.12). Обычно эти помещения располагают в женских уборных или смежно с ними. Однако правильнее располагать их в комплексе с здравпунктом. В помеще­ниях для личной гигиены женщин пре­дусматривают места для раздевания (из расчета 0,7 м² на одного человека в наиболее многочисленной смене, но не менее 4 м²), а также индивидуаль­ные кабины для процедур, оборудо­ванные гигиеническими душами раз­мером 1,8 X 1,2 м. Число кабин при­нимают из расчета одна кабина на каждые 100 женщин, работающих в наиболее многочисленной смене.

13.Колонны железобетонного каркаса одноэтажного промышленного здания. Виды: для бескрановых и с мостовыми кранами; одноветьевые и двухветьевые; ступенчатые и ступенчато-консольные; по расположению в здании. Основные части колонны. Высота колонн. Основные сечения колонн. Выбор типа колонн. Закладные детали колонны: назначение и виды. Заглубление колоны в стакан фундамента, тип стыка колонны с фундаментом.

Колонны каркаса. Конструкция сборных железобетонных колонн зави­сит от объемно-планировочного реше­ния промышленного здания и нали­чия в нем того или иного вида подъем­но-транспортного оборудования опре­деленной грузоподъемности. В связи с этим сборные железобетонные ко­лонны подразделяют на две группы. Колонны, относящиеся к первой груп­пе, предназначены для зданий без мостовых кранов, в бескрановых це­хах и в цехах, оснащенных подвес­ным подъемно-транспортным оборудо­ванием. Колонны, относящиеся ко вто­рой группе, применяют в цехах, оборудованных мостовыми кранами.

По конструктивному решению ко­лонны разделяют на одноветвевые и двухветвевые, по местоположению в здании — на крайние, средние и рас­полагаемые у торцевых стен. Типовые колонны запроектированы под нагрузки: от покрытия и под­весного подъемно-транспортного обо­рудования в виде монорельсов или подвесных кранов грузоподъемностью до 5 т и от покрытия и мостовых кранов грузоподъемностью до 50 т. Разработаны решения сборных желе­зобетонных двухветвевых колонн под краны грузоподъемностью 75/20, 100/20 и 125/20 т для пролетрв 24, 30 и 36 м при шаге колонн 6 и 12 м. Градация колонн по высоте установ­лена кратной модулю 600 мм.

Для зданий без мостовых кранов, имеющих высоту от пола до низа несущих конструкций покрытия до 9,6 м, применяют колонны сечением 400X400, 500X500 и 600x500 мм ^рис. 24.1, а). Средние колонны сече­нием 400x400 мм в месте опирания несущих конструкций покрытия имеют со стороны двух боковых граней кон­соли. Выбор сечения колонны зависит от размеров пролета и их числа, величины шага колонн, наличия под­стропильных конструкций, подвесного транспорта и конструктивного реше­ния покрытия.

В тех случаях, когда бескрановое здание должно иметь высоту более 9,6 м, можно использовать колонны для зданий с мостовыми кранами. Такое решение позволяет расширить область применения типовых колонн без увеличения числа их типоразме­ров. Для зданий, оборудованных мос­товыми кранами грузоподъемностью до 20 т, применяют одноветвевые ко­лонны прямоугольного сечения (см. рис. 24.1, б).

Колонна для здания, оборудуемого мостовыми кранами, состоит из над-крановой и подкрановой частей. Над-крановая часть служит для опирания несущей конструкции покрытия и на­зывается надколонником. Подкрано­вая часть воспринимает нагрузки от надколонника, а также от подкрано­вых балок, которые опирают на кон­соли колонн, и передает их на фунда­мент. Крайние колонны имеют одно­стороннюю консоль, средние — двух­сторонние консоли.

Сечения крайних и средних колонн при шаге 6 м — 400x600 и 400 X X 800 мм, а при шаге 12 м — 500 X X 800 мм. При кранах грузоподъемно­стью до 30 т и высоте здания бо­лее 10,8м применяют двухветвевые колонны, которые по расходу мате­риала экономичнее одноветвевых. Они бывают ступенчатые и ступенчато-консольные (см. рис. 24.1, в): первые предназначены для крайних рядов, вторые — для средних.

Высота типовых двухветвевых ко­лонн 10,8—18 м. Колонны высотой 16,2 и 18 м применяют в тех слу­чаях, когда это целесообразно по эксплуатационным условиям и обос­новано экономическими соображени­ями. Просветы между ветвями ис­пользуют для пропуска санитарно-технических и технологических комму­никаций. В отдельных случаях можно применять железобетонные колонны при кранах грузоподъемностью свыше 50 т. В таких двухветвевых колоннах устраивают проходы для рабочих, которые располагают на уровне Под­крановых путей.

Величина заглубления колонн ни­же нулевой отметки зависит от вида и высоты колонн, грузоподъемности кранового оборудования и наличия помещений или приямков, распола­гаемых ниже уровня пола. Величина заглубления колонн в зданиях с под­весным транспортом и без него — 0,9 м; колонн прямоугольного сечения, применяемых в зданиях с мостовыми кранами,— 1 м; двухветвевых колонн высотой 10,8м— 1,05 м и таких же колонн высотой 12,6 —18 м— 1,35 м; двухветвевых колонн при кранах гру­зоподъемностью более 50 т — 1,6 м, а при наличии технических подполий, каналов или подвалов — 3,6—5,6 м. Такие размеры обусловлены унифи­кацией размеров сборных железо­бетонных конструкций. С элементами каркаса колонны соединяют болтами и сваркой стальных закладных дета­лей (см. рис. 24.1, г).

На боковых поверхностях одно­ветвевых и двухветвевых колонн в местах их заделки в фундамент для восприятия сдвигающих усилий пре­дусматривают устройство шпонок в виде треугольных канавок глубиной 25 мм с шагом 200 мм.

14. Фундаменты под колонны железобетонного каркаса (сборный и монолитный варианты). Состав фундамента. Варианты по высоте. Расположение обреза фундамента. Назначение размеров стакана. Устройство подколонника под одну колонну и несколько колонн. Назначение и расположение прилива. Подготовка под подошву фундамента.

Фундаменты под колонны.

Фундаменты устраивают монолит­ными и сборными. Сборные железо­бетонные фундаменты могут быть из одного блока, из блока и плиты или из нескольких блоков и плит. Блоки и плиты укладывают на под­готовку толщиной 100 мм — щебеноч­ную при сухих грунтах и бетонную (марки 50) при влажных грунтах.

На один фундаментный блок мож­но опирать от одной до четырех колонн (в местах устройства темпе­ратурных швов). Площадь подошвы и другие размеры фундамента уста­навливают по расчету в зависимости от передаваемой на него нагрузки и несущей способности основания.

Фундаменты в виде отдельных бло­ков (рис. 24.3) имеют квадратное или прямоугольное очертание в плане. Их применяют под сборные железо­бетонные колонны сечением 400x400 и 500x500 мм. Одноблочные фунда­менты массой до 12 т изготовляют на заводах сборных железобетонных конструкций, а массой до 22 т — на полигонах или их выполняют монолит­ными непосредственно на строитель­ной площадке. Одноблочные фунда­менты — башмаки устраивают ступен­чатыми с размерами стаканов соот­ветственно размерам поперечных се­чений колонн.

Когда на фундаменты передают большие нагрузки, что вызывает зна­чительные их размеры, и масса блока превышает грузоподъемность кранов, а применение монолитной конструкции экономически нецелесообразно, возни­кает необходимость применения сбор­ных фундаментов. Сборные фундамен­ты могут быть из двух элементов — блока и плиты (см. рис. 24.3, б) или нескольких блоков и плит (рис. 24.4, а). Последние применяют в том слу­чае, если масса блоков в двухблоч-ном фундаменте оказывается больше грузоподъемности наличных транс­портных и монтажных средств. Сбор­ные элементы фундаментов уклады­вают на растворе и скрепляют меж­ду собой сваркой закладных стальных деталей.

На сборные фундаменты расхо­дуется большое количество бетона и стали. Для устранения этого недо­статка элементы многоблочного фун­дамента можно выполнять с верти­кальными пустотами, получая фун­дамент как бы в виде балочной клетки (см. рис. 24.4 б). Блоки и плиты, образующие фундамент, пред­ставляют собой пакеты железобетонных элементов, соединенных конструк­тивными диафрагмами.

Число, размеры и расположение пустот в плане выбирают так, чтобы при укладке элементов фундамента друг на друга образовались колод­цы, проходящие через весь фунда­мент. Вертикальные пустоты могут быть различной формы: круглые, квадратные, прямоугольные, оваль­ные. В случае передачи на фунда­мент эксцентричной нагрузки часть вертикальных колодцев в пределах контура подколонника может быть заармирована и замоноличена.

Отметка верхнего обреза фунда­мента независимо от грунтовых усло­вий должна быть на 150 мм ниже отметки чистого пола (см. рис. 24.4, а). Такое решение дает возможность осуществлять монтаж конструкций на­земной части здания после того, как произведена обратная засыпка котло­ванов, устроена подготовка под полы и проложены все коммуникации, что особенно важно в условиях просадочных макропористых грунтов, когда попадание воды в котлованы должно быть совершенно исключено.

Для заложения фундаментов на требуемую по геологическим услови­ям глубину применяют в зависимо­сти от экономической целесообразно­сти один из следующих способов: уст­раивают дополнительную подушку под подошвой фундамента, увеличивают верхнюю ступень фундамента, колон­ны устанавливают одной высоты (по наименьшей отметке заложения фун­даментов), а в местах изменения от­меток заложения фундаментов при­меняют вставки — подколонники.

15. Фундаментные балки: их назначение, опирание на фундаменты, сечение, назначение длины.

Наружные и внутренние самонесущие стены здания устанавливают на фундаментные балки, посредством которых нагрузку передают на фундаменты колонн каркаса. Фундаментные балки укладывают на специально заготовленные бетонные столбики, устанавливаемые на обрезы фундаментов (рис 24.5а). Основные фундаментные балки изготовляют высотой 450мм (для шага колонн 6м) и 600мм (для шага колонн 12м) и шириной 260, 300, 400 и 520мм. Эти размеры соответствуют наиболее распространенной в промышленных зданиях толщине наружных стен. Сечение фундаментных балок может быть тавровым, трапециевидным и прямоугольным. Балки таврового сечения получили наибольшее распространение как более экономичные по расходу стали и бетона.

16. Обвязочные балки: их назначение, виды сечения и крепление к колоннам.

Служат для опирания наружных стен в местах перепада высот зданий, а при расположении этих балок над оконными проемами они выполняют роль перемычек. Изготовляют обвязочные балки разрезными. Их размеры и форму поперечного сечения принимают в зависимости от толщины устанавливаемых на них стен и величины передаваемой нагрузки. Обвязочные балки применяют тогда, когда стены здания делают из кирпича или мелких блоков. Размеры обвязочных балок унифицированы; под кирпичные стены ширина 250 и 380мм с «носиком», под стены из мелких блоков толщиной 190мм обвязочные балки применяют шириной 200мм. Их изготавливают высотой 600мм и длиной 6м и крепят к колоннам каркаса с помощью монтажных деталей, привариваемых к закладным деталям в балках и колоннах. В типовых железобетонных колоннах для этих целей используют закладные детали, предусмотренные для крепления стеновых панелей.

17. Железобетонные подкрановые балки: назначение, виды по статической работе, сечению и длине. Их крепление к колоннам. Крепление к подкрановым балкам кранового пути.

Служат опорами для рельсов, по которым передвигаются мостовые краны. Кроме того, они обеспечивают продольную пространственную жесткость каркаса здания. Балки могут быть разрезными и неразрезными. В зависимости от положения балок вдоль кранового пути различают балки средние и крайние, располагаемые у поперечных температурных швов и у торцов зданий. Железобетонные подкрановые балки могут быть таврово-трапециевидного или двутаврового сечения, их применяют под краны легкого и среднего режима работы при шаге колонн 6 и 12м и грузоподъемности мостовых кранов до 30т. После установки и выверки подкрановых балок производят их крепление к колоннам: внизу – на болтах и сварке, вверху – приваркой вертикально поставленного листа к закладным деталям в колонне и балке. При изготовлении железобетонных подкрановых балок в их тело закладывают газовые трубки, необходимые для пропуска болтов крепления кранового пути и подвесок для троллейных проводов. Крановый путь монтируют в определенной последовательности. По верху подкрановой балки укладывают тонкую упругую подкладку из прорезиненной ткани толщиной 8-10мм с двухсторонней резиновой обкладкой. Перед ее укладкой поверхности подкрановой балки, рельса и упругой подкладки тщательно очищаются от грязи и жира. По упругой подкладке устанавливают и отрихтовывают крановый рельс и затем закрепляют его лапками-прижимами. В торцах здания на подкрановых балках устанавливают упоры для мостовых кранов.

18. Несущие конструкции покрытий промзданий: подразделение на основные элементы в зависимости от назначения. Типы стропильных несущих конструкций.

Несущие конструкции покрытий промышленных зданий подразделяют на стропильные, подстропильные и несущие элементы ограждающей части покрытия. В промышленных зданиях обычно применяют следующие типы стропильных несущих конструкций: плоскостные – балки, фермы, арки и рамы; пространственные – оболочки, складки, купола, своды и висячие системы.

19. Подстропильные конструкции: назначение, виды. Отличие колонн среднего ряда при наличии подстропильных конструкций от колонн среднего ряда при отсутствии подстропильных конструкций.

Железобетонные подстропильные конструкции устраивают в виде балок высотой 1500мм или в виде ферм высотой 2200 и 3300мм. Подстропильные конструкции применяют в зданиях, технологический процесс в которых требует широкого шага опор. Строительные конструкции – балки или фермы – опирают на подстропильные конструкции по нижнему поясу, так как такое решение уменьшает высоту здания. Учитывая целесообразность применения для одноэтажных производственных зданий укрупненной сетки колонн, разработано конструктивное покрытий при шаге внутренних колонн и длине подстропильной фермы 18м.

20.Железобетонные подстропильные балки: назначение, виды и их крепление к колоннам.

21.Железобетонные подстропильные фермы: назначение, виды и их крепление к колоннам.

22. Железобетонные стропильные балки: назначение, виды, типы сечения, перекрываемые пролеты, шаг балок и их крепление к колоннам(уметь на рисунке определить тип балки и соответствующие этому типу пролеты).

Применяют для устройства покрытий в промышленных зданиях при пролетах 6, 9, 12 и 18м. Необходимость балочных покрытий при пролетах 6, 9 и 12м возникает в случае подвески к несущим конструкциям монорельсов или кранов. Железобетонные балки могут быть односкатными, двухскатными и с параллельными поясами (рис 24.9). Односкатные балки применяют в зданиях с шагом колонн 6м и наружным отводом воды. Двухскатные балки устанавливают как в зданиях с наружным, так и с внутренним отводом воды. Балки пролетами 6, 9 и 12м устанавливают только с шагом 6м, а балки пролетом 18м – с шагом 6 и 12м. при наличии подвесного транспорта независимо от пролета балки ставят с шагом 6м. В целях уменьшения массы балок и для пропуска коммуникаций в их стенах можно устраивать отверстия различного очертания. Односкатные балки опирают на типовые железобетонные колонны разной высоты, которая кратна модулю 600мм. В связи с этим уклон односкатных балок пролетом 6м будет 1:10, пролетом 9м – 1:15, а пролетом 12м – 1:20. Уклон верхнего пояса двускатных балок делают 1:12. Балки покрытия соединяют с колоннами анкерными болтами, выпущенными из колонн и проходящими через опорный лист, приваренный к балке. В продольных температурных швах одну из балок устанавливают на катковую опору; балку, распологаемую рядом, устанавливают на стальной столик, устроенный над колонной.

23. Железобетонные стропильные фермы: назначение, виды, основные элементы фермы, типы сечения, перекрываемые пролеты, шаг ферм и их крепление к колоннам(уметь на рисунке определить тип фермы и надписать соответствующие этому типу пролеты).

Применяют обычно для перекрытия пролетов 18, 24 и 30м, их устанавливают с шагом 6 или 12м. фермы пролетом 18м легче железобетонных балок того же пролета, но более трудоемки в изготовлении. 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. При пролетах 24 и 30м применение ферм по сравнению с балочными конструкциями более выгодно. В современной практике промышленного строительства наибольшее распространение получили фермы сегментного очертания и с параллельными поясами (рис 24.11), причем обе включены в номенклатуру типовых сборных железобетонных конструкций заводского изготовления. Железобетонные фермы могут быть цельными и составными, последние собирают из двух полуферм, или из блоков, либо из линейных элементов. Включенные в номенклатуру сборных железобетонных конструкций сегментные фермы пролетами 18, 24 и 30м собирают из заранее изготовленных линейных элементов верхнего и нижнего пояса и решетки. Линейные элементы имеют длину, равную панели фермы, а для нижнего пояса иногда принимают длину, равную пролету фермы. Соединение линейных элементов между собой осуществляют сваркой концов арматуры с постановкой стальных накладок и последующим бетонированием быстротвердеющим бетоном. Железобетонные фермы позволяют оборудовать пролеты зданий подвесным транспортом грузоподъемностью до 5т (при шаге ферм 6м). По верхнему поясу сегментных ферм возможна установка конструкций световых и аэрационных фонарей.

24. Железобетонные арки: перекрываемые пролеты; типы арок по статической работе, «плюсы» и «минусы» основных типов, опоры арок, виды арок по материалу и способу возведения(уметь на рисунке определить тип арки по статической работе и типу опоры).

Арки подразделяют на трехшарнирные с шарнирами на опорах и в середине пролета, двухшарнирные с шарнирами на опорах и бесшарнирные. В трехшарнирных арках средний ключевой шарнир осложняет конструктивное решение самой арки и устройство ограждающих конструкций покрытия с кровлей. По этим причинам железобетонные трехшарнирные арки практического применения в настоящее время не имеют. Самые распространенные – двухшарнирные арки, наиболее простые в изготовлении и монтаже. При температурных воздействиях они имеют возможность изгибаться, свободно поворачиваясь в шарнирах без существенного увеличения напряжений в сечениях арки. В двухшарнирных арках распор воспринимает затяжка и передает его на опоры. Бесшарнирные арки имеют наиболее легкое конструктивное решение, но для их опирания необходимо устройство мощных фундаментов, к тому же они чувствительны к неравномерным осадкам грунтов основания. Бесшарнирные арки при их опирании непосредственно на фундаменты выполняют, как правило, без затяжек. В практике строительства применяют преимущественно арки из сборных элементов. Монолитные арки не получили распространения из-за большой трудоемкости их возведения. Сборные элементы, в свою очередь, собирают из блоков. Сечение арки может быть прямоугольным, тавровым, коробчатым и другой формы. Пример двухшарнирной арки, опирающейся на свайные фундаменты, представлен на рис 24.13а. Пример бесшарнирной арки пролетом около 60м, высотой 40м, опирающейся непосредственно на фундаменты, показан на рис 24.13б. Железобетонная арка из предварительно напряженных элементов пролетом 96м, опирающаяся на колонны с шагом 12м, приведена на рис 24.13в.

25. Железобетонные рамы: виды по пролетам, очертанию ригеля и стоек, статической работе, виду опоры (уметь на рисунке определить тип рамы по статической работе, виду ригеля и типу опоры).

Железобетонные рамы устраивают однопролетными и многопролетными,монолитными и сборными (рис 24.14). Рамы представляют собой стержневую конструкцию, геометрическую неизменяемость которой обеспечивают жесткие соединения элементов рамы в узлах. Очертание ригелей в раме может быть прямолинейным, ломаным или криволинейным. Жесткое соединение элементов рамы в узлах позволяет увеличить размер перекрываемого пролета. Конструктивное решение однопролетной двухшарнирной рамы из предварительно напряженного железобетона со стойками переменного сечения и ригелем коробчатого сечения показано на рис 24.14а, однопролетной железобетонной рамы со стойками, жестко заделанными в фундаменты, и с консолями для опирания подкрановых балок под мостовой кран – на рис 24.14в. В этих примерах стойки рам выступают из плоскости стен в наружную сторону, что придает зданиям своеобразное архитектурное решение. Сборная многопролетная рама, монтируемая из крайних Г-образных стоек, средних Т-образных стоек и скатных вкладышей-ригелей, представлена на рис 24.24б. Стыки в раме расположены в местах, где изгибающие моменты возникают только при ветровых и нессиметричных нагрузках от снега.

26. Оболочки: назначение, виды, «плюсы» и «минусы»(уметь на рисунке определить тип оболочки).

Оболочки представляют собой пространственные тонкостенные конструкции с криволинейными поверхностями. К ним относятся: цилиндрические оболочки (длинные и короткие); различной формы оболочки двоякой кривизны (пологие коноидальные оболочки и купола); призматические оболочки-складки (рис 24.15). В отличии от плоских стержневых конструктивных систем, в которых возникает одноосевое напряженное состояние, в оболочках создается пространственное напряженное состояние, поэтому во многих случаях конструкции в виде оболочки получаются экономичнее. Преимущество тонкостенных оболочек – совмещение несущих и ограждающих функций; экономичность в расходе строительных материалов, повышенная жесткость и прочность, позволяющая перекрывать большие пролеты. К тому же многообразие форм оболочек делает их незаменимым средством архитектурной выразительности большепролетных зданий. К основным недостаткам тонкостенных пространственных конструкций относится большая трудоемкость их изготовления и возведения. При перекрытия малых пролетов (примерно до 18м) сечения оболочек определяются конструктивными соображениями и требованиями. По этой причине экономические преимущества их по сравнению с балочными и рамными конструкциями в данном случае отпадают.

27. Сборные цилиндрические оболочки: составные элементы, пролет, длина волны; длинные и короткие оболочки; соединение элементов оболочки и их совместная работа.

Применяют при пролетах 24-48м. оболочка состоит из тонкой изогнутой по цилиндрической поверхности плиты, усиленной бортовыми элементами. Ее опирают по торцам на диафрагмы, поддерживаемые колоннами (рис 24.16). Расстояние между осями диафрагм – пролет оболочки l₁, расстояние между осями бортовых элементов называют длиной волны l₂. Цилиндрические оболочки могут быть однопролетными и многопролетными, одноволновыми и многоволновыми. Если l₁/l₂>=1, то оболочку называют длинной, если l₁/l₂<1 – короткой. Плиты стягивают арматурными пучками из высокопрочной проволоки. Длинная цилиндрическая оболочка работает, как балка корытообразного профиля шириной 12м и пролетом 24м. плиты опирают на бортовые элементы, выполняемые в виде предварительно напряженных балок. Верхний пояс балок имеет выпуск арматуры и шпонки, позволяющие надежно соединить криволинейные панели с бортовым элементом посредством арматуры и замоноличивания продольного шва. Соединение плит друг с другом осуществляют с помощью петлевидных выпусков арматуры и замоноличивания швов между плитами. Короткая сборная цилиндрическая оболочка состоит из плоских ребристых плит покрытия, чаще всего 3х12м которые укладывают по верхнему поясу ферм пролетом 24 или 30м, и бортовых элементов, обрамляющих ее продольные края (рис 24.17а). Короткая оболочка в основном работает на сжатие. Особенность такого конструктивного решения – включение плит, образующих оболочку, в совместную работу с фермами, т.е. работа плит по неразрезной схеме. Связь плит покрытия с фермами и между собой обеспечивают сваркой закладных деталей и замоноличиванием выпусков арматуры (рис 24.17б).

28.Сборные короткие цилиндрические оболочки, их составные элементы и работа в качестве пространственной тонкостенной стропильной несущей конструкции

29. Шедовые покрытия: варианты(разновидности), образование, пролет и длина волны(уметь на рисунке определить тип покрытия и надписать его основные элементы, где пролет, а где волна).

Из цилиндрических оболочек, располагая их наклонно, создают так называемые шедовые покрытия, которые могут иметь зубчатый или пилообразный поперечный профиль (рис 24.18). Их пролет принимают до 48м и при длине волны 12м. Разновидность шедовых покрытий – коноиды. Поверхность коноида получают путем движения прямой образующей, передвигающейся параллельно самой себе по двум направляющим, одна из которых прямая линия, а другая – кривая другого очччертания.

30. Сборные оболочки двоякой положительной кривизны: применение; их составные элементы и работа(уметь на рисунке определить тип оболочки и надписать его основные элементы).

Применяют для покрытия как в бескрановых промышленных зданиях, так и в зданиях с подвесными кранами грузоподъемностью до 5т. Их устраивают в зданиях с квадратной и прямоугольной сеткой колонн. Для сеток колонн 18х18 – 36-х36м разработаны типовые решения с унифицированными конструктивными элементами. Оболочка состоит из сборных элементов и опирается на контурные фермы, арки или стены (рис.24.23а). Основная часть оболочки работает на сжатие, а значительные растягивающие усилия возникают только в угловых зонах. Первоначально оболочки выполняли из плоских одного типа квадратных плит размером 3х3м (рис 24.23б), а в настоящее время применяют и типовые плиты 3х6м (рис 24.24). По контуру оболочки укладывают плиты с утолщенными бортовыми ребрами. В случае необходимости в плитах могут быть устроены отверстия для светоаэроционных устройств.

31. Сборные оболочки двоякой отрицательной кривизны: применение; их составные элементы и работа; «плюсы» и «минусы»(уметь на рисунке определить тип оболочки и надписать его основные элементы).

Позволяют получить покрытия, обладающие рядом преимуществ по сравнению с оболочками других типов. У них шире архитектурные возможности, меньший объем, занимаемый оболочкой по отношению к перекрываемой площади, прямая – образующая, так как оболочка относится к линейчатым поверхностям, устойчивость формы при действии равномерной вертикальной нагрузки. Оболочками в виде гиперболического параболоида можно перекрывать производственные здания как с прямоугольной сеткой колонн 18х6,24х6м и т.д., так и с квадратной; 18х18, 24х24, 30х30, 42х42м и более. Оболочки допускают подвеску подъемно-транспортного оборудования. Оболочки отрицательной кривизны имеют достаточно хорошие технико-экономические показатели по расходу материала. К недостаткам таких оболочек следует отнести: большие трудовые затраты, возникающие при изготовлении плит и при монтаже оболочки; так как сборные элементы, имеющие форму гиперболического параболоида, не дают полностью механизировать процесс их изготовления, транспортировка из затруднена, после монтажа плит возникает необходимость замоноличивать большое число швов.

32. Сборные железобетонные купола: виды, их составные элементы и работа(уметь на рисунке определить тип купола и надписать его основные элементы).

Применяют для устройства покрытий над промышленными зданиями и сооружениями, имеющими круглую форму в плане. Они с ребристой структурой. Сборные железобетонные купола имеют радиальную или радиально-кольцевую разрезку поверхности на сборные элементы. Купольное покрытие состоит из оболочки и купольного кольца. При наличии центрального проема устраивают также верхнее кольцо, окаймляющее проем. Нижнее кольцо воспринимает растягивающие усилия, а верхнее – сжимающие усилия.

33. Висячие покрытия(вантовые) в зданиях прямоугольной и круглой в плане формы; «плюсы» и «минусы»; основные элементы(уметь на рисунке определить тип покрытия и надписать его основные элементы).

Висячие покрытия выполняют в виде преднапряженных оболочек из сборно-монолитного железобетона, вант, вантовых ферм и стальных мембран. Основным несущим элементом для висячих покрытий могут служить металлические канаты, тросы или, как обычно их называют, ванты; металлические полосы и целые листы, металлический прокат, синтетические и другие материалы.

Висячей оболочкой называют монолитное или сборное с последующим замоноличиванием железобетонное покрытие, опертое на систему висячих вант. В период возведения такой оболочки рабочими элементами ее пролетной конструкции служат стальные канаты. После замоноличивания в эксплуатационной стадии оболочка работает совместно с вантами.

Для предотвращения неустойчивости необходима стабилизация конструкций.Стабилизацию висячих покрытий выполняют по-разному: а) путем при-грузки до достижения общей массы покрытия 1 кН/м2 (100 кГ/м2), которую ветер не может вывернуть; б) путем ужесточения конструкции — приданием жесткости ее форме; в) посредством предварительного напряжения несущих тросов стабилизирующими тросами.

Плюсы:1)большие площади для перекрытия; 2)экономически выгодны; 3) несущая способность конструкций используется полностью; 4) невысокая трудоемкость при возведении; 5)

Недостатки:1) неустойчивость их формы;

В прямоугольных зданиях применяют системы из параллельных вант или вантовых ферм; поверхность оболочки имеет цилиндрическую форму. Ванты или фермы опираются на продольные балки, которые передают усилия на опорные рамы с анкерами или на контрфорсы. Огромные растягивающие усилия для прямоугольных зданий обычно воспринимаются дополнительными выносными анкерными опорами. Для исключения взаимного смещения, обеспечения пространственной жесткости в прямоугольном здании обычно применяют систему взаимно перпендикулярных вант, шарнирно соединенных в узлах. В качестве контрфорсов целесообразно использовать смонтированные в здании конструкции, как, например, поперечные стены боковых пристроек.

Предварительно напряженные железобетонные висячие оболочки сооружают в следующей последовательности: выполняют замкнутый опорный контур, к нему крепят ортогональную сетку из стальных канатов, по которым затем укладывают железобетонные плиты. Для исключения появления растягивающих напряжений в оболочке осуществляют дополнительное натяжение канатов с усилием, которое должно превышать на 25% суммарную нагрузку от собственной массы покрытия и полезной нагрузки. После замоноличивания швов между плитами и набора бетоном необходимой прочности оболочка начинает работать как пространственная система.

Рис. 3. Висячее вантовое покрытие: 1 – несущие канаты (ванты). 2 – плиты, 3 – опорный крнтур, 4 – колонны (стойки), 5 – связи жесткости (диафрагмы), б – обетонированные оттяжки

Системы эллиптические или овальные. Для них обычно применяют системы перекрестных вант или байтовых ферм. Они могут быть разнообразны по очертанию и кривизне поверхности и по конструкции опорных элементов.

После укладки и закрепления сверху вант или вантовых ферм элементов покрытия образуется единая висячая моно­литная конструкция, работающая как единое целое только после проектного натяжения вантовой сети и замоноличивания швов между плитами и вантами.

Висячая оболочка подвергается значительному растяжению, поэтому в ней могут возникнуть трещины. Для уменьшения деформаций покрытия и во избежание появления трещин оболочку обычно предварительно напрягают следующими спо­собами:

• натяжением домкратами на затвердевший бетон оболочки; в этом случае ванты располагают в каналах или гибких трубках и после натяжения каналы заполняют раствором под давлением;

• натяжением пригрузкой с передачей усилий на опорную конструкцию; груз укладывают на незамоноличенные плиты или подвешивают к покрытию снизу. Оболочка сжимается после достижения бетоном замоноличивания необходимой прочности.

Круглые в плане системы. Для них используют радиально расположенные в плане ванты или вантовые фермы. При равномерной, осесимметричной нагрузке на покрытие они не вызывают изгиба в сжатом наружном кольце и оказываются весьма эффективными по своим технико-экономическим показателям благодаря полному использованию специфики материалов — растянутые ванты и сжатое опорное кольцо. В круглых в плане зданиях идет взаимное погашение усилий в наружном опорном кольце, которое и рассчитано на сжимающие усилия. Для тех же целей в круглых зданиях применяют вантовые фермы, состоящие из несущих и стабилизирующих вант, соединенных в пространственную систему стойками с шарнирными узлами примыкания.

Круглые системы можно проектировать однопролетными или многопролетными в виде двух и более концентрических окружностей в плане. Промежуточные опорные кольца работают на разность усилий, передаваемых вантами смежных кольцевых пролетов.

34. Своды: применение; типы сводов, основные элементы(уметь на рисунке определить тип свода и надписать его основные элементы).

Свод (от «сводить» — соединять, смыкать) — в архитектуре тип перекрытия или покрытия сооружений, конструкция, которая образуется выпуклой криволинейной поверхностью. Своды позволяют перекрывать значительные пространства без дополнительных промежуточных опор, используются преимущественно в круглых, многоугольных или эллиптических в плане помещениях.

В зависимости от типа свода он может иметь следующие элементы:

Замок, замковый камень, ключ свода — средний клинчатый камень в щелыге арки или свода. Иногда подчёркивается декором.

Зеркало — горизонтальная, плоская плоскость зеркального свода, потолочный плафон (изначально — любая гладкая поверхность плит в каменной кладке).

Лотки — криволинейная плоскость свода, одним концом опирающаяся на стену, а другими — смыкающаяся с остальными лотками, то есть часть свода, имеющая форму отрезка полуцилиндрической поверхности, рассечённой двумя взаимно пересекающимися плоскостями.

Паддуги (падуги) — боковые цилиндрические части сомкнутого свода, в зеркальном своде — находятся под зеркалом. Изначально — большая выкружка над карнизом, служащая переходом от стены к потолку.

Пазуха свода — пространство между наружными поверхностями смежных сводов, или сводом и стеной.

Паруса — сферический треугольник, обеспечивающий переход от квадратного в плане подкупольного пространства к окружности купола.

Подпружная арка — упорная арка, укрепляющая или поддерживающая свод.

Пролёт свода — его ширина

Пята свода — нижняя часть арки, свода, опирающаяся на стену или столб; или же верхний камень опоры, на котором покоится арка или свод.

Распалубки — выемка в цилиндрическом своде в виде сферического треугольника. Образуется пересечением двух взаимно перпендикулярных цилиндрических поверхностей (обычно разного радиуса). Может быть либо частью крестового свода, либо дополнительным сводом, врезаным в цилиндрический или зеркальный. Устраивается над дверными и оконными проёмами при расположении верхней точки проёма выше пяты свода.

Стрела свода — расстояние от оси арки в ключе до хорды, соединяющей центры её пят.

Шелыга (щалыга) — верхняя линия или хребет свода. Также — непрерывный ряд замковых камней (ключ свода).

Щека свода (люнет) — торец свода, его срез

Щековая арка — подпружная боковая арка крестового свода, расположенная по сторонам прямоугольника его плана.

Щековая стена — торцовая стена помещения, перекрытого цилиндрическим сводом, нагрузки не испытывает.

Основные типы сводов:

Цилиндрический свод — образует в поперечном сечении полукруг (или половину эллипса, параболы, проч). Это простейший и наиболее распространённый тип сводов. Перекрытие в нём опирается на параллельно расположенные опоры — две стены, ряд столбов или аркады. В зависимости от профиля арки, лёгшей в основание, бывают: полуциркульные,стрельчатые,коробовые,эллиптические,параболические.

Коробовый свод — разновидность цилиндрического свода; отличается от него тем, что образует в поперечном сечении не простую дугу, а трехцентровую или многоцентровую коробовую кривую. Он имеет большой распор, обычно погашаемых металлическими связями, и служит для перекрытия более обширных по площади помещений, нежели цилиндрический свод.

Крестовый свод — образуется путем пересечения двух сводов цилиндрической или коробовой формы одинаковой высоты под прямым углом. Применялся для перекрытия квадратных, а иногда прямоугольных в плане помещений. Он может опираться на свободностоящие опоры (столбы, колонны) по углам, что позволяет сосредоточить в плане давление только на угловых опорах.

Сомкнутый свод — образуется наклонными по заданной кривой продолжениями стен — лотками (щеками), которые опираются по всему периметру на стены и сходятся в горизонтальной шелыге свода при прямоугольном плане или в одной точке при перекрытии квадратного (на илл.) в плане помещения (в последнем случае также может также называться «мо настырским»). Является производным от свода цилиндрического. Передает на стены вертикальное давление и распор по всей длине. Был известен в архитектуре Средней Азии, Рима и готике, но применялся редко, более широко распространился в архитектуре Возрождения.

Свод сомкнутый с распалубками — наличие распалубок по осям лотков меняет конструктивную систему свода: усилия передаются на углы.

Зеркальный свод — отличается от сомкнутого тем, что его верхняя часть представляет собой плоскую горизонтальную плиту-плафон (т. н. «зеркало»). Обычно она отделяется от паддуг (боковых граней) четкой рамой и часто используется для живописи. Подобный свод часто применяется в декоративных целях, в то время как само помещение на самом деле божет быть перекрыто балочной или стропильной конструкцией, к которой подвешивается ложный свод. Получил наибольшее распространение в эпоху Возрождения.

Парусный свод — вспарушенный свод на четырех опорах. Образуется отсечением пертикальными плоскостями частей сферической поверхности купола. Условно расчленен на две зоны: нижнюю — несущую, и верхнюю — несомую пологую часть сферы, называемую скуфьей. Иногда скуфье придавали полуциркульную форму.

Купольный свод — представляет собой полушарие, обычно опирается на цилиндрический в плане барабан или на полукруглые в плане стены апсид. В последнем случае называется полукупольным сводом или конхой.

Ступенчатый свод — тип свода, применявшийся для перекрытия небольших бесстолпных церквей при помощи системы поперечных арок, расположенных ступенями, на которые опираются ступенчатые арочки, расположенные в продольном направлении, образуя в центре открытый квадрат, завершенный световым барабаном.

Крестово-купольный свод — купол, водруженный на крестовое перекрытие (с барабаном).

Дата добавления: 2015-04-24