2.11. Деформационные швы

Современные промышленные здания отличаются большими размерами в плане. При повышении темпера­туры конструкции зданий (стены, перекрытии, по­крытия и др.) расширя­ются или уменьшаются в размерах (при понижении температуры). В резуль­тате в конструкциях воз­никают вредные темпера­турные напряжения.

Для их предупрежде­ния устраивают темпера­турные швы, которые раз­резают здание по высоте на отдельные секции, не связанные друг с другом. Температурный шов раз­резает все элементы зда­ния кроме фундамента, так как находящиеся в земле фундаменты не подвергаются резким ко­лебаниям температуры.

Расстояние между тем­пературными швами ус­танавливают в соответствии с нормами, в отапливаемых зданиях температурные швы обычно предусматривают при длине здания более 72 м. Для каркасного здания наиболее простое решение температурного шва – установка спаренных колонн. Различают продольные и поперечные температурные швы. Продольные температурные швы в зданиях с железобетонными каркасами чаще устраивают со вставкой, поперечные – с «нуле­вой» привязкой (рис. 2.15).

Рис. 2.15. Конструкция деформационного шва для многоэтажных зданий.

Из-за сжимаемости грунтов под фундаментами происходит осадка здания. Если отдельные части здания оседают неодинаково, то в них могут образоваться трещины. Для предупреждения этих деформаций здание разделяют на отдельные объемные части, между которыми оставляют осадочные швы Их устраивают также в местах сопряжения участков зданий, расположенных на разнородных грунтах, пристраиваемых к существующему зданию, при разнице в высоте (пристройка бытовых помещений к производственному зданию) и других случаях, когда можно ожидать неравномерную осадку.

Конструктивно осадочные швы в каркасных зданиях решаются так же, как и температурные, но они разрезают и фундамент до подошвы. Температурные и осадочные швы называют дефор­мационными.

2.12. Конструктивные решения сборных каркасных железобетонных зданий

Каркас одноэтажного производственного безмостового здания состоит из защемленных в фундаменты колонн, объединенных в пределах температурного блока стропильными и под­стропильными конструкциями, а также пли­тами или связями покрытия. Защемление ко­лонн предусматривается заделкой их в стака­ны фундаментов, отметка верха которых при­нята 0,15м. В зданиях этого типа вертикаль­ные связи по колоннам не устанавливают. В зданиях могут при­меняться подвесные краны грузоподъем­ностью до 5т.

Длину температурного блока зданий с наружным отводом воды следует устанавли­вать не более 60м, с внутренним отводом воды – в зависимости от пролета и отметки верха колонн, но не более 72м.

В зданиях длиной более 72м следует предусматривать поперечные температурные швы каркаса на парных колоннах. Парные колонны в темпе­ратурном шве смещены от соответствующей координационной оси на 500мм.

Стены зданий принимают навесными па­нельными или самонесущими (см рис. 2.16)

Примеры поперечных разрезов зданий высо­той до 9,6м приведены на рисунке 2.17.

На рисунке 2.18 показан фрагмент каркаса одноэтажного здания этого типа со стропиль­ными конструкциями в виде железобетонных безраскосных ферм, подстропильными ферма­ми и связями. Шаг колонн по крайним коорди­национным осям составляет 6м, по средним – 12м. Плиты покрытия опираются на дополни­тельные стойки верхнего пояса стропильных ферм и стальные стойки, привариваемые к закладным деталям опорных узлов. Такая кон­струкция позволяет организовать плоскую кровлю с уклоном покрытий 3,3% для пролета 18м и 5% для пролета 24м.

Конструкции рамных каркасов многоэтажных производственных зданий разработаны по сериям 1.420-12 (дополнение к серии ИИ-20/70) и 1.420-64. Габаритные схемы каркасов по серии 1.420-12 предусматривают две сетки колонн 66 и 96 м, а по серии 1.420.6 – одну сетку колонн 126 м.

Верхние этажи зданий, конструкции кото­рых разработаны по серии 1.420-12, при необ­ходимости размещения подвесных или опор­ных мостовых кранов могут быть спроектиро­ваны с сеткой колонн 126 или 186 м (рис. 2.19). При этом покрытие выполняют из конструкций одноэтажных зданий.

Число пролетов в поперечном разрезе здания ограничивается предельной шириной 60м. Длина зданий (температурных блоков) также не должна превышать 60м

ВАРИАНТ 1 продольный разрез 1-1 и пример решения фасада

поперечный разрез 2-2 и пример решения фасада

ВАРИАНТ 2

продольные разрезы 3-3 и примеры решения фасадов

при скатной и плоской кровлях

поперечные разрезы 4-4 и примеры решения фасадов

при скатной и плоской кровлях

1 – колонны крайних рядов, 2 – колонны средних рядов, 3 – стропильные конструкции (балки, фермы), 4 – балки покрытия; 5 – колонны концевого фахверка; 6 – колонны продольного фахверка; 7 – панели наружных стен; 8 – возможное положение светоаэрационных фонарей

Рис. 2.16. Одноэтажные производственные здания без опорных мостовых

кранов высотой до 9,6 м.

Р

Рис. 2.18. Фрагмент каркаса одноэтажного здания (Н=12; 13,2; 14,4м) с подстропильными фермами и связями

1 – крайняя колонна (шаг 6 м); 2 – стропильная ферма (пролет 18, 24 м); 3 – плиты покрытия; 4 – стальная стойка для опирания плит покрытия; 5 – подстропильная ферма; 6 – средняя колонна (шаг 12м); 7 – связи по средним рядам колонн (портальная решетка); 8 – связи по крайним рядам колонн (крестовые связи); 9 – распорки по крайним рядам колонн.

ис. 2.17. Одноэтажное здание: а – без кранового оборудования с наружным водостоком; б – с подвесными кранами с внутренним водостоком.

Длина температурных отсеков – до 72м. Высота всех рядовых этажей исчисляется от пола до пола; высота верхнего этажа с увеличенным пролетом – от пола до низа стропильных конструкций покрытия

Рис. 2.19. Примеры рамных каркасов многоэтажных производственных зданий: а – каркасы с регулярной сеткой колонн; б – каркасы с увеличенным пролетом в верхнем этаже

Параметры рамных каркасов многоэтажных производственных зданий

Сетка колонн, м	66	96	126
Полезная нагрузка, кН/м2	до 25	до 25	до 10
Число этажей	3…5	3…4	3…5
Число пролетов	2…10	2…7	2…5
Высота этажей, м	3,6; 4,8; 6		4,8; 6
Дополнительная высота первого этажа, м	7,2		6; 7,2
Дополнительная высота верхнего этажа, м	7,2; 10,8		--
Крановое оборудование верхнего этажа с сеткой колонн до 246м	подвесной кран г.п. до 5т, мостовой кран г.п. до 10 т		--

Здания большей длины должны быть разделены тем­пературными швами на блоки длиной не более 60м. По высоте эти здания могут иметь от трех до пяти этажей. Высота этажей в зависи­мости от сетки колонн. В одном здании высота первого и последующих этажей может быть принята различной. Верхний этаж при наличии в нем подвесных кранов имеет высоту 7,2м, а при опорных мостовых – 10,8м. Высота верхнего этажа с увеличенной сеткой колонн измеряется от пола до низа конструкций покрытия.

Привязка крайних колонн к продольным координационным разбивочным осям принята «нулевой», привязка средних колонн – осевая. В соответствии с привязкой колонн продоль­ные наружные стены имеют «нулевую» при­вязку. «Нулевая» привязка крайних колонн вызвана применением в верх­них этажах с увеличенным пролетом (зальные помещения) конструкций покрытий одноэтаж­ных зданий, разработанных с учетом «нуле­вой» привязки колонн.

Вариант с опиранием плит на полки ригелей	Вариант с опиранием плит на верх ригелей	Пример решения связей по продольному направлению разбивочных осей

Ригели таврового и прямоугольного сечения колонн

Пунктиром показана форма ригелей, устанавливаемых по крайним рядам к

Пунктиром показан второй выпуск арматуры(сдвоеные выпуски) для ригелей в зданиях пролетомl=12

Плиты перекрытий и покрытий

Закладные детали для крепления плит в ригелях таврового и прямоугольного седений устанавливаются в зависимости от положения ригелей в каркасе здания

Рис. 2.20

В серии 1.420-12 привязка колонн торцевых рам и рам у температурных и деформацион­ных швов принята со смещением геометри­ческих осей колонн с поперечных разбивочных осей внутрь здания на 500мм. Торцевые на­ружные стены имеют «нулевую» привязку.

Поперечные температурные швы следует выполнять, совмещая ось шва с разбивочной осью. Привязка парных колонн, также как и колонн торцевых рам, принята со смещением 500 мм внутрь здания.

Рамные каркасы спроектированы с между­этажными перекрытиями двух типов: с опиранием плит на полки ригелей (тип I) и с опиранием плит на верх ригелей (типII). Между­этажные перекрытия типаIимеют высоту 900мм, междуэтажные перекрытия типаII– 1300мм (включая толщину пола 100мм). Для перекрытия обоих типов применяют одинаковые колонны. Разница в отметках консолей колонн компенсируется глубиной заложения фундаментов (Рис. 2.20).

Перекрытия типа IIприменяются только для сетки колонн 66 м при высоте этажей 4,8м и более. Эти перекрытия используют также в типовых чертежах этажерок (много­этажные каркасы без наружных ограждающих конструкций), которые были разработаны на основе серии ИИ-20.

В серии 1.420-6 междуэтажные перекрытия спроектированы с ребристыми плитами высо­той 300 и 400мм (см. рис. 2.20) и с много­пустотными плитами, образующими гладкий потолок. В обоих случаях плиты опираются на полки ригелей. Все ригели имеют сечение высотой 800мм. Ригели пролетом 6м изготовляют без предварительного напря­жения, ригели пролетами 9 и 12м – с предва­рительным напряжением. Междуэтажные пере­крытия спроектированы из двух типоразмеров плит: основной плиты шириной 1500мм и доборной плиты шириной 750мм.

Высота всех ребристых плит 400 мм. Длина плит, укладываемых по верху ригелей, 6м, на полки ригелей – 5,55м, а у торцов здания и деформационных швов – 5,05 м. Жесткость диска перекрытий, кроме приварки плит к закладным деталям ригелей, между собой и к колоннам, создается также замоноличиванием всех швов между элементами перекрытия. В серии 1.420-6 междуэтажные перекрытия спроектированы с ребристыми и многопустот­ными плитами. На рисунке 2.20 ригель для сетки колонн 126 м показан для опирания реб­ристых плит.

В настоящее время разработаны конструк­ции рамных каркасов, которые имеют колонны с треугольными консолями, значительно улучшающими внутренний интерьер зданий. Остальные элементы каркасов используются из номенклатуры железобетонных изделий серий 1.420-12 и 1.420-6 (см. рис. 2.21).

Лестничные клетки, спроектированные для серий 1.420-12 и 1.420-6, не связаны с конструк­циями каркаса здания. Лестницы состоят из маршей и площадок, опирающихся на кирпич­ную шахту. Лестничные марши – бескосоур-ные, без накладных проступей. Высота подъема марша 1200мм кратна высотам этажей; ширина марша 1150, 1350 и 1750мм; размер ступеней 150300 мм. Ограждение лестниц металлическое в виде готовых изделий без поворотных элементов в плане. Основные стойки ограждения привариваются к заклад­ным деталям, устанавливаемым в торцах лест­ничных маршей и в ребре верхней площадки (см. рис. 2.22).

Колонна – по крайним разбивочным осям, опирание плит – на полки ригеля
Колонна – по средним разбивочным осям, опирание плит – на полки ригелей
Колонна – по крайним разбивочным осям, опирание плит – по верху ригелей	Опирание ригелей на колонны с треугольными консолями
Колонна – по средним разбивочным осям, опирание плит – по верху ригелей	Колонна крайнего ряда (верхний этаж)
Рис. 2.21. Детали сопряжения конструктивных элементов несущего каркаса и перекрытий
Для высоты этажей 6 и 7,2 м		Для высоты этажей 6 и 4,8 м

План лестничной клетки (пример) Номенклатура ж.б. конструкций лестниц

Элемент		Размер, мм
		r	b	h
Марш		2560	1350	1200
Площадка		3040	1170	220
Балка для правого захода		5220	300	400
Балка для левого захода		5220	300	400

Нижняя площадка и марш (вид на оконные панели)	Промежуточная площадка и марш (вид на оконные панели)
Выход на верхний этаж (вид на внутреннюю стену)	Выход на кровлю (вид на оконные панели)
	Рис. 2.22. Конструктивные решения лестничных клеток

Расчетные нагрузки на

перекрытия, кН/м²

	Шаг колонн в направлении ригелей (пролет, м)	Шаг колонн в направлении плит,м
		6	7,2	9
400400	3	16	12,5	8
	6	16	12,5	8
	7,2	8	6	4
	9	16	10	8
300300	3	10	8	5
	6	10	8	5
	7,2	8	8	4

Нагрузки даны без учета собственного веса плит

Рис. 2.23. Многоэтажные здания со связевой схемой каркаса

(межвидовая унификация)

Расстояния от ур.ч.п. первого

Габаритные схемы зданий до обреза фундамента

Сечение колон, мм	Шаг колонн в направлении ригелей (пролет, м)	Шаг колонн в направлении плит, м					Эскиз	Нэт, м	hриг, мм	а, мм
								2,8	450	500
		3	6	7,2	9			3,3
								3,6
400400	3							4,2
	6							4,8		150
	7,2							6
	9	--						7,2
300300	3							3,6	600	650
	6							4,2
	7,2				--			4,8		300
	9	--	--	--	--			6
								7,2

Условные обозначения (высота этажей, м):

 - 2,8; 3,3; 3,6; 4,2; 4,8; 6; 7,2

 - 2,8; 3,3; 3,6; 4,2

Область применения ригеля и плит перекрытий (покрытий)

Пролет, м	Шаг, м	Расчетная нагрузка
		На рядовой ригель перекрытия (без собственного веса ригелей), кН/м2		На плиты перекрытия (без собственного веса), кН/м2
		До 110	До 145	До 16	До 21
6; 3	6	Ригель высотой 450 мм	Ригель высотой 600 мм	Многопус-тотные и ребристые плиты	Ребристые плиты
9		Ригель высотой 600 мм	--		--

Сборные железобетонные конструкции каркаса межвидового применения серии 1.020-1/83 предназначены для строительства многоэтаж­ных общественных зданий, производственных и вспомогательных зданий промышленных предприятий (ранее серия ИИ-04).

Конструкции, разработанные в серии, охва­тывают габаритные схемы с пролетами до 9м и высотой этажей 2,8-7,2м (рис. 2.23). Высота этажей 2,8 и 3,3м применяется, как правило, в общественных и вспомогательных зданиях промышленных предприятий, а 3,6-7,2м – в производственных зданиях.

Общественные и вспомогательные здания строят с перекрытиями из многопустотных плит, а производственные – преимущественно с ребристыми плитами. Каркасы зданий меж­видового применения спроектированы по связевой схеме с шарнирным опиранием ригелей на колонны. Пространственная устойчивость зданий обеспечивается системой вертикальных устоев, объединенных горизонтальными дисками перекрытий; в качестве вертикальных усто­ев используются сборные железобетонные диафрагмы или связевые панели, образуемые стальными связями и примыкающими к ним колоннами. В производственных зданиях (ис­ключая лестничные клетки) следует отдавать предпочтение связевым панелям, так как они не препятствуют пропуску транспортных ком­муникаций, технологических потоков и пр.

Вместо стальных связей в малоэтажных зданиях возможно применение второго ригеля, расположенного под основным на расстоянии примерно 25см и жестко соединенного с колоннами. В этом случае основной ригель, на который опираются плиты перекрытий, воспринимает вертикальные нагрузки, а вто­рой ригель – горизонтальные нагрузки. Этот ригель может быть выполнен из прокатных или сварных двутавров, например 140. Такая схема делает пролеты связевых панелей прак­тически свободными от элементов, обеспечи­вающих устойчивость здания.

Изделия серии 1.020-1/83 предназначены для каркасов многоэтажных зданий, возводи­мых в обычных условиях строительства при снеговых и ветровых нагрузках для I-IV районов по СНиП 2.01.07-85 «Нагрузки и воз­действия», за исключением каркасов зданий с вертикальными стальными связями, возво­димых в местностях типа А (открытая мест­ность), рассчитанных на применение в I-III районах по скоростному напору ветра. Номен­клатура изделий серии 1.020-1/83 позволяет решать здания с габаритными схемами, пара­метры которых по сеткам колонн, нагрузкам на перекрытия, конструктивным решениям приведены в таблицах на рисунке 2.23.

№	Задания. Вопросы.	Ответы
1	Как классифицируются промышленные здания?
2	Как подразделяются здания по степени огнестойкости и долговечности и капитальности?
3	Назовите основные конструктивные элементы промышлен-ных зданий и их назначение.
4	Укажите назначение деформационных швов и их конструкции.
5	Укажите разницу между естественными и искусственными основаниями
6	Какие применяются методы закрепления слабых грунтов?
7	От каких факторов зависит глубина заложения фундаментов?
8	Какие типы фундаментов применяют под колонны, несущие и самонесущие стены?
9	Как устроены покрытия промышленных зданий?
10	Что такое основные и доборные плиты настила покрытий и их назначение? Какова конструкция покрытий с несущей частью в виде профилированных листов?
11	Какие конструкции стен применяются в промышленном строительстве? Их характеристика.
12	Какова конструкция панельных и кирпичных стен?
13	Из каких материалов проектируются внутренние стены и перегородки и как они устроены?
14	Из каких материалов выполняются оконные переплеты? Их сравнительная характеристика?
15	Как устроены полы по грунту? Укажите конструкцию полов по перекрытиям.
16	Как устроены сборные балочные перекрытия и сборные безбалочные перекрытия?
17	Каковы конструкции крупносборных основных лестниц.

№	Задания. Тесты.	Ответы
1	Конструктивные элементы, образующие каркас одноэтажного здания: а) колонны, балки, плиты; б) стены, балки, кровля; в) горизонтальные связи, обеспечивающие устойчивость здания; в) свайные фундаменты с ростверком, полы, фундаментные балки.
2	Самонесущие стены опираются на: а) ленточные фундаменты; б) свайные фундаменты; в) фундаментные балки; г) непосредственно на основание.
3	На подстропильные балки укладывают: а) настилы плит перекрытий; б) стропильные балки; в) настилы плит покрытий.
4	Фундаментные балки опираются на: а) грунтовые основания; б) фундаменты колонн; в) ленточные фундаменты; г) бутовые фундаменты.
5	Глубина заложения фундамента зависит от: а) толщины снежного покрова и веса конструкций опираю-щихся на них; б) плотности грунта и веса конструкций; в) глубины промерзания грунта и уровня грунтовых вод; г) несущей способности оснований и веса конструкций.
6	Сборные перекрытия состоят из: а) кессонных конструкций; б) ригелей и плит; в) монолитного железобетона; г) гипсобетонных панелей.
7	Широко применяемые плиты перекрытий имеют размеры, м: а) 6×3×0,3; б) 12×3×0,45; в) 6×1,5×0,4; г) 12×6×0,45.
8	Широко применяемые плиты покрытий имеют размеры, м: а) 6×3×0,3; б) 6×6×0,3; в) 12×6×0,45; г) 12×3×0,45.
9	В промышленном строительстве панельные наружные стены применяются в зданиях: а) бескаркасных; б) каркасных; в) с неполным каркасом; г) из монолитного железобетона.