Добавлен: 25.10.2023
Просмотров: 523
Скачиваний: 21
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
МИНОБРНАУКИ РОССИИ
Федеральное государственное бюджетное
образовательное учреждение высшего образования
«Ухтинский государственный технический университет»
(УГТУ)
Реферат
на тему: «Конструктивные решения промышленных зданий»
Выполнил
Группа: ТГВ-18 Иванов И. И.
Проверил Смирнов С.С.
Ухта, 2023 г.
Содержание
Введение 2
Введение
Конструктивное решение здания определяется на начальном этапе проектирования и сводится к выбору конструктивной и строительной систем и конструктивной схемы.
Конструктивная система представляет собой совокупность взаимосвязанных вертикальных и горизонтальных несущих конструкций здания, обеспечивающих его прочность, жесткость и устойчивость.
Строительную систему здания определяет материал конструкций и способ его возведения.
Большинству промышленных зданий присуща каркасная конструктивная система.
Это объясняется наличием во многих промышленных зданиях больших сосредоточенных нагрузок, ударов и сотрясений от технологического и кранового оборудования, больших площадей остекления.
Каркас одноэтажного промышленного здания представляет собой пространственную систему, состоящую из поперечных рам, объединенных в пределах каждого температурного блока плитами покрытия, связями, иногда подстропильными конструкциями и др.
Поперечные рамы состоят из колонн и стропильных конструкций (ригелей).
Способ соединения ригеля с колоннами может быть жестким и шарнирным, а колонн с фундаментами, как правило, жестким.
Шарнирное соединение ригелей с колоннами способствует их независимой типизации и унификации.
Каркасная конструктивная схема обеспечивает свободную планировку помещений, максимальную унификацию сборных элементов и наиболее экономичное решение как одноэтажных, так и многоэтажных зданий.
При назначении ограждающих конструкций руководствуются в первую очередь обеспечением необходимых теплозащитных требований.
В заданном климатическом районе строительства они должны обеспечивать минимальные теплопотери в холодный период года и предотвращать перегрев – в летний, к тому же они должны способствовать повышению художественно – эстетического облика здания.
Несущие и ограждающие конструкции производственных зданий надлежит проектировать с применением унифицированных сборных элементов индустриального изготовления.
Конструктивная схема здания должна обеспечивать максимальную «гибкость» внутрицехового пространства, т. е. незаполненность его вертикальными несущими конструкциями.
Промышленные здания содержат разнообразное взаимное расположение пролетов в блокированном и под одну крышу здании:
- параллельные пролеты одной высоты;
- параллельные пролеты разных высот;
- взаимно перпендикулярные пролеты.
При этом возникает необходимость разрезки блокированного здания на температурные отсеки продольными и поперечными продольными швами.
Поперечные температурные швы в железобетонном и смешанном каркасе отапливаемого здания устраивают через 72 м по длине пролета, а в цельнометаллическом – через 230 м.
Продольные температурные швы в отапливаемом здании со сборным железобетонным и смешанным каркасом устанавливаются через 144 м, при стальном каркасе – через 150 м по ширине пролета здания или совмещаются с перепадом высот пролетов одного направления (параллельных пролетов).
Для обеспечения жесткости каркаса здания в продольном направлении в каждом температурном отсеке пролета, оборудованного мостовыми опорными кранами, необходимо установить вертикальные стальные связи.
Эти связи устраивают по продольным осям колонн в одном из центральных шагов отсека.
Устанавливать вертикальные связи по подкрановой части колонн в шагах, примыкающих к торцу здания и к поперечному температурному шву запрещается.
1. Конструктивные решения промышленных зданий
При строительстве промышленных зданий и инженерных сооружений применяют в основном типовые сборные элементы конструкций, деталей и узлов. К типовым конструкциям относят конструктивные элементы зданий и сооружений (колонны, плиты перекрытий и покрытий, балки, фермы, стеновые панели, ворота, двери, пролеты окон и фонарей), изготовляемые на заводах по соответствующим чертежам. Все эти конструкции унифицированы. Типизация и унификация конструктивных элементов зданий снижает стоимость промышленного строительства, ускоряет и улучшает его качество.
Основными материалами для несущих конструкций одноэтажных и многоэтажных зданий является сборный железобетон. Стальные конструкции проектируются лишь для высоких многоярусных зданий, в которых необходимо смонтировать тяжелое технологическое оборудование, а также для этажерок в зданиях павильонного типа.
Промышленные здания состоят из отдельных частей – фундаментов, стен, перекрытий, каркаса, покрытий, перегородок, лестниц, окон, дверей и полов.
Элементы зданий, воспринимающие силовые и температурные нагрузки и передающие их через фундамент на грунт, называются несущими конструкциями.
Элементы зданий, защищающие внутренние помещения от воздействия внешней среды или отделяющие одно помещение от другого, называются ограждающими конструкциями. В качестве материала для ограждающих конструкций используют железобетон, каменную кладку, металл (сталь и алюминиевые сплавы), дерево и пластмассы.
1.1. Фундаменты и фундаментные балки промышленных зданий
В зависимости от характера действующих на фундамент усилий, несущей способности и глубины промерзания грунтов, наличия грунтовых вод, коммуникаций, подвалов, массы оборудования и его габаритов, с учетом типа промышленного здания, требований экономики и капитальности проектируют фундаменты:
- Ленточные (балочные) – устраивают в слабых и просадочных грунтах при тяжелых временных нагрузках. Их выполняют из сборного или монолитного железобетона. Сборные ленточные фундаменты делают из крупных бетонных или железобетонных блоков-подушек различных размеров (есть типовые).
- Столбчатые (отдельно стоящие) – для каркасных одноэтажных и многоэтажных зданий. Для каждой колонны каркаса проектируют отдельный фундамент с подколонниками стаканного типа.
- Свайные – используются в случаях залегания у поверхности земли слабых слоев грунта, водонасыщенных или с высоким уровнем грунтовых вод. Применяют сваи квадратной или круглой формы длиной 4-7 м, сечением 200-250 мм и длиной
6-10 м, сечением 300-350 мм. После забивки свай верхние их части выравниваются и связываются монолитным или сборным железобетоном. Свайные фундаменты уменьшают сроки строительства, трудоемкость, объем земляных работ.
- Сплошные – в виде монолитной железобетонной плиты под всей площадью здания. Проектируют в случаях залегания у поверхности земли слабых слоев грунта или с высоким расположением уровня грунтовых вод. Используют при неблагоприятных геологических и гидрогеологических условиях. Они представляют собой сплошную железобетонную плиту под всем зданием толщиной 500-1500мм.
- Фундаментные балки служат для опоры стен по периметру промышленного здания. Сверху по ним делают гидроизоляцию из 1-2-х слоев рубероида на битумной мастике.
1.2. Колонны промышленных зданий
Колонны служат основой каркаса зданий.
Для зданий промышленных производств применяют унифицированные колонны из сборного железобетона заводского изготовления. Они имеют квадратное, прямоугольное или двухветвевое сечение. При высоте пролета здания
< 9,6 м колонны делают сплошного сечения (рисунок 1), а если высота > 9,6 м – колонны делают из двух ветвей, которые по высоте связываются горизонтальными распорками через 1,5-3 м.
Колонны квадратного и прямоугольного сечения имеют следующие унифицированные размеры: 400х400, 400х600, 400х800, 500х500, 500х600 и
500х800 мм. У колонн двухветвевого сечения размеры приняты следующие: 400х1000, 500х1000, 500х1300, 500х1400, 500х1550, 600х1400, 600х1900 и
600х2400 мм.
В железобетонных колоннах (только в крайних) имеются стальные закладные элементы с анкерными болтами для крепления ферм, вертикальных связей, подкрановых балок и стеновых панелей.
Заделку в стакан фундамента квадратных и прямоугольных колонн в зданиях без мостовых кранов производят на 750 мм, в зданиях с мостовыми кранами – на 850 мм, а для двухветвевых колонн при отметке оголовка 10,8 м – на 900 мм и если отметка верха оголовка более 10,8 м, то глубина заделки – 1200 мм (отметка низа колонны – 1,35 м).
Колонны многоэтажных зданий из сборного железобетона имеют два вида сечений – 400х400 и 400х600мм (типовое решение).
Ригели перекрытий многоэтажных промышленных зданий для пролетов 6 м и 9 м имеют одинаковую высоту сечения 800 мм и отличаются между собой только процентом армирования каркаса. Основными несущими элементами перекрытий являются ребристые железобетонные плиты с номинальной длиной 6 м и шириной 1,5 м.
Стыки колонн проектируют выше перекрытия на 600 мм через два этажа и выполняют посредством приварки стержней к стальным головкам, а затем их замоноличивают по арматурной сетке.
В настоящее время колонны прямоугольного сечения применяют для промышленных зданий без мостовых кранов высотой до 9,6 м включительно и для зданий, оборудованных мостовыми кранами при высоте до 10,8 м включительно, а колонны двухветвевого сечения для всех зданий с высотами от 10,8 м до 18 м.
Рисунок 1 – Типы железобетонных колонн: а – для здания без мостовых кранов; б – то же, с кастовыми кранами; в – закладные элементы колонны;
1 – оголовок из листа 8х300х400 и два болта М20х130; 2 – упор подкрановой балки – 8х200х400; 3 – опора подкрановой балки – 8х400х550 четыре болта М20х150;
4 – элементы из уголков 63х5х200 для крепления стеновых панелей
Рисунок 2 – Номенклатура сборных железобетонных элементов заводского изготовления для каркасов многоэтажных промышленных зданий (а) и плиты перекрытия (б)
Рисунок 3 – Унифицированные габаритные схемы многоэтажных
промышленных зданий
Рисунок 4 – Стык сборной железобетонной колонны серии И-20: 1 – стык колонки до замоноличивания: II – стык колонны после замоноличивания;
1 – центрирующая прокладка; 2 – монтажная сетка
Рисунок 5 – Узлы сопряжения сборного железобетонного каркаса многоэтажного здания: а – при опирании железобетонного настила поверху; б – при опирании на полки ригеля; 1 – монтажная сварка; 2 – ванная сварка; 3 – вставка;
4 – выпуски из колонн и ригелей; 5 – дуговая сварка
1.3. Железобетонные балки и фермы промышленных зданий
Железобетонные балки применяют для пролетов от 6 м до 18 м в покрытиях промышленных зданий с односкатным, двухскатным и плоским профилем кровли. В двухскатных балках покрытий запроектирован ломаный верхний пояс с уклоном скатов 1:12. В целях снижения массы балок, а также для создания возможности смонтировать под покрытием трубопроводы, воздуховоды и другие инженерные коммуникации в вертикальных стенках балок делают сквозные отверстия различной геометрической формы. Балки с пролетом более 12 м крайне громоздки и имеют большую массу, поэтому для облегчения транспортировки их расчленяют на отдельные сборные элементы с последующей сборкой и применением напряженной пучковой или прядевой арматуры. После натяжения арматуры закладные трубки в отдельных элементах балки заполняют жидким цементным раствором, который предохраняет стальную арматуру от коррозии.