ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 25.10.2023
Просмотров: 15
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Лекция 5
Тема: Каркасы многоэтажных зданий
План
1.1 Каркасы многоэтажных зданий
1.2 Колонны промышленных зданий
1.3 Стены промышленных зданий
1.1 Каркасы многоэтажных зданий
Каркас многоэтажных промышленных зданий состоит из колонн и балочных или безбалочных междуэтажных перекрытий и покрытия. В зданиях с балочными перекрытиями ригели и колонны связаны между собой в узлах сваркой закладных деталей, т. е. шарнирно, в этом случае каркас в целом воспринимает только вертикальные нагрузки.
Такая конструктивная схема здания называется связевой. Ветровые и другие горизонтальные нагрузки воспринимают перекрытия, которые передают их на торцовые стены и стены лестничных клеток. Иногда устраивают специальные стены или диафрагмы для обеспечения жесткости и устойчивости каркасного здания связевой системы.
Многоэтажные здания могут также иметь каркас рамной конструкции. В этом случае поперечными железобетонными рамами с жесткими узлами обеспечивается пространственная жесткость здания.
Рис. 1. Многоэтажное здание с балочными перекрытиями
Балочная схема многоэтажных зданий является наиболее распространенной. При этой схеме в поперечном направлении располагаются ригели, опирающиеся на консоли колонн, а по ригелям укладываются сборные железобетонные ребристые или пустотелые настилы. Настилы, укладываемые вдоль разбивочных осей ряда колонн, имеют вырезы для пропуска колонн (рис. 1). Ригели имеют тавровое поперечное сечение. В некоторых случаях для уменьшения высоты перекрытия применяют ригели трапецеидального сечения с четвертями для опирания настилов.
1.2 Колонны промышленных зданий
Элементами каркасов многоэтажных зданий являются вертикальные опоры-колонны и горизонтальные элементы - ригели. В зданиях с безбалочными перекрытиями роль ригелей выполняет безбалочная плита, жестко связанная с капителями колоны.
Пространственная жесткость и устойчивость многоэтажных каркасных зданий обеспечиваются за счет жестко связанных между собой колонн, ригелей и дисков перекрытий или за счет передачи горизонтальных усилий (ветровых и др.), воздействующих на здание, на систему связей жесткости. Такими связями могут быть вертикальные стенки (панели) жесткости или крестообразные и портальные металлические связи, устанавливаемые между колоннам и прикрепленные к ним.
Связи жесткости устанавливают как поперек, так и вдоль здания. Способствуют также повышению пространственной жесткости зданий стены лестничных клеток, лифтовых шахт внутренние и наружные стены, выполненные из каменной кладки.
Ригели каркасов многоэтажных зданий при пролетах до 9 м располагают как поперек, так и вдоль зданий. При этом образуются либо поперечные, либо продольные рамы.
Рис. 2. Железобетонные колонны многоэтажных каркасных промышленных зданий
Каркасы (колонны и ригели) многоэтажных зданий выполняют из сборного железобетона, металла, железобетонными с жесткими металлическими каркасами арматуры, обетонируемыми после сборки, а также монолитными железобетонными.
Рис. 3. Железобетонные ригели .многоэтажных каркасных зданий
Колонны делают высотой на этаж, при этом стыки колонн располагаются не в уровне междуэтажного перекрытия, а на 60 см выше него. Для унификации размеров всех сборных элементов сечения колонн, ригелей и настилов перекрытий всех этажей принимают одинаковыми. Узлы и стыки сборных элементов выполняются сваркой закладных стальных частей с последующим замоноличиванием (рис. 4).
а — ригелей и настилов; б, в — ригелей с колоннами; 1 — колонна;
2 — ригель; 3 — настил.
Рис. 4 Сопряжение элементов каркаса.
Стальные планки, заложенные в нижнем поясе ригелей, привариваются к планкам, заложенным в консоли колонн. Планки в консолях шире планок ригелей, благодаря чему сварные швы накладываются в нижнем положении, самом удобном для производства сварочных работ. Поверху ригели соединяются стыковыми накладками, которые обнимают колонну с двух сторон и привариваются к закладным планкам верхнего пояса ригелей. Вертикальные зазоры между торцами ригелей и колонной заполняют бетонной смесью на мелком гравии или цементным раствором. Элементы настила соединяются с ригелями сваркой закладных деталей.
Вместо ригелей могут быть применены парные прогоны, которые опираются на консоли вдоль разбивочных осей колонн. На прогоны укладываются многопустотные настилы. Швы между элементами настила замоноличиваются. Перекрытие получается с гладким потолком, что является большим преимуществом перед перекрытием с ребристым настилом.
а — план; б — разрез.
а — план; б — разрез.
Рис. 5. Сборно-монолитное безбалочное перекрытие.
Безбалочная схема многоэтажных промышленных зданий в сравнении с балочной обеспечивает большую полезную высоту помещений так как само перекрытие имеет меньшую высоту (рис. 5). Сетка колонн 6 X 6 м.
Стены промышленных зданий делятся на несущие, самонесущие и навесные. Несущие стены воспринимают нагрузку от перекрытий; их выполняют из крупных бетонных или кирпичных блоков, из кирпича и мелких камней. Несущие стены применяют при строительстве многоэтажных зданий и одноэтажных зданий малых пролетов. Несущие стены одноэтажных зданий для устойчивости иногда усиливают пилястрами.
Самонесущие стены опираются на фундаментные балки. Они связываются с каркасом здания гибкими связями, которые представляют собой выпущенные из колонн стальные стержни.
Навесные стены опираются на фундаментные балки и на поэтажно расположенные обвязочные балки каркаса здания. Нагрузка от них через балки передается на колонны.
Высокие стены, кроме собственного веса, воспринимают ветровую нагрузку, для обеспечения их устойчивости устраиваются внутренние пилястры или фахверк, представляющий собой вспомогательный каркас из железобетона, располагаемый между колоннами основного каркаса. Фахверк состоит из стоек и горизонтальных ригелей. Он воспринимает вес стенового заполнения, давление от ветра и передает их на основной каркас.
Наиболее индустриальным типом наружных стен промышленных зданий являются крупнопанельные навесные стены. Крупные панели выполняются из армопенобетона, пеносиликата, керамзитобетона объемным весом от 700 до 900 кг/м3, армируются сварными сетками и покрываются наружным фактурным слоем из бетона. По периметру панели имеют пазы для образования швов, заливаемых раствором.
В некоторых многоэтажных промышленных зданиях наружные стены делаются из крупных стеклобетонных панелей. Навесные панели опираются на стальные столики, приваренные к колоннам. К плитам перекрытий стеновые панели крепятся, как и стеновые блоки, анкерными крюками из стальной арматуры.
В промышленном строительстве применяются асбестоцементные утепленные навесные панели, представляющие собой асбестоцементные или деревянные каркасы, оклеенные на эпоксидных смолах гладкими листами асбестоцемента и заполненные минеральной ватой (рис. 6).
Рис. 6 Стена из легких утепленных асбестоцементных панелей.
В складских неотапливаемых помещениях и в цехах с повышенными тепловыделениями применяются кирпичные фахверковые стены толщиной 25 см, стены из неутепленных железобетонных ребристых панелей и профилированных листов алюминия.
Для несущих стен отапливаемых промышленных зданий разной этажности, а также для самонесущих стен одноэтажных зданий используются крупные и мелкие блоки. Крупные блоки изготовляются из шлакобетона» керамзитобетона с облицовочным слоем из декоративного бетона.
В многоэтажных зданиях между стеной и каркасом здания осуществляется еще дополнительная связь в уровне междуэтажных перекрытий. Все металлические крепления бетонируются или покрываются антикоррозийными покрытиями (кузбасслак, битумные мастики).
Крупнопанельные стены для наружных стен промышленных зданий применяют при шаге колонн 6 и 12 м. Размеры таких панелей по ширине и длине: 0,8 X 6; 1,2 X 6; 1,2 X 12; 1,8 X 12 м.
Панели наружных стен устанавливают чаще всего горизонтально с креплением к колоннам каркаса. Нижние панели называются цокольными. Они опираются непосредственно на фундаменты колонн и являются балками-стенками, заменяя собой фундаментные балки (рис. 7). Панели крепятся к колоннам на болтах к закладным частям колонн. Благодаря такому способу крепления в стенах не возникают напряжения в результате температурных деформаций каркаса.
Панели-перемычки опираются на стальные опорные столики, приваренные к закладным деталям колонн.
1 — цокольные панели; 2 — рядовые панели; 3 — перемычечные панели;
4 — карнизные панели.
Рис. 7. Стены из крупных тяжелых панелей
Контрольные вопросы
1 Из каких конструкций состоит каркас многоэтажных промышленных зданий?
2 Почему наиболее распространенной в многоэтажных зданиях является балочная схема?
3 Из какого материала выполняют каркасы (колонны и ригели) многоэтажных зданий?
4 Разница между безбалочной и балочной схемой?
5 Дать определение «несущие, самонесущие и навесные» стенам?
6 При каком шаге колонн применяют крупнопанельные стены для наружных стен промышленных зданий?