«Основы инженерного строительства и санитарной техники».

ПРОМЫШЛЕННЫЕ ЗДАНИЯ

5. Многоэтажные промышленные здания.

     УНИФИЦИРОВАННЫЕ ГАБАРИТНЫЕ СХЕМЫ И ОСНОВНЫЕ ТИПЫ ЗДАНИЙ.
Многоэтажные промышленные здания сооружают для различных отраслей промышленности. В настоящее время площадь таких зданий составляет около 20 % от общей производствен-ной площади. При строительстве компактных зданий заметно сокращается протяженность различных инженерных и транспортных коммуникаций.
     В многоэтажных зданиях размещают предприятия химической, радио- и электротехнической, легкой и пищевой промышленности, т, е. те отрасли, в которых выпускаемая продукция и применяемое технологическое оборудование имеют сравнительно небольшой вес - его

Рис. 21. Схема многоэтажного каркасного здания

можно располагать на междуэтажных перекрытиях. В таких зданиях располагаются также производства, в которых технологический процесс организуется по вертикали. В этом случае материалы поднимают на верхний этаж, откуда они под действием силы тяжести переме-щаются на нижележащие этажи для переработки. Преобладающей конструктивной схемой многоэтажных зданий является каркасная с навесными стенами. Каркасное здание из сборных железобетонных элементов показано на рис. 21. Здания с несущими стенамии внутренним каркасом применяют в последние годы сравнительно редко.
    Унифицированными габаритными схемами предусмотрены двух, трех- и многопролетпые здания в 3, 4 и 5 этажей. Сетка колонн-6Х6, 9Х6 м, также разработаны типовые конструкции перекрытий для сеток колонн 12х6 м. Для верхних этажей с подвесным подъемно-транспортным оборудованием грузоподъемностью до 10 т применяют пролет 18 м. Высота этажей может быть 7,2 и 10,8 ы. Высоту 7,2 м применяют для первого и верхнего этажа, высоту 10,8 м-только для верхнего этажа; высоту верхнего этажа при 18-метровом пролете замеряют от пола до низа стропильной конструкции. Каждой унифицированной схеме присваивается шифр. Например, 3-6-3 (6; 4,8)-здание трехпролетное, пролет равен 6 м, трехэтажное с высотой первого этажа 6 м, второго и третьего 4,8 м.
    При проектировании предприятий пищевой промышленности многоэтажные здания применяются очень широко. Предприятия хлебопекарной и кондитерской промышленности мощностью свыше 25000 т кондитерских изделий в год размещаются в многоэтажных зданиях с сеткой колонн 6х6 м и высотой этажей 4,8 или 6 м. Для предприятий по производству муки и крупы мощностью до 100 т в сутки используются многоэтажные здания с сеткой колонн 6Х6 и высотой этажа 4,8 м и с сеткой колонн 9Х6 для предприятий мощностью свыше 100 т в сутки; верхний этаж при необходимости можно применить высотой 6 м. Многоэтажные здания проектируются также для предприятий спиртовой и табачной промышленности.
    Здания с верхним этажом зального типа (ширина этажа соответствует ширине здания) с сеткой колонн нижних этажей 6х6 и верхних этажей 12х6 и высотой этажей - первого 6 или 7,2 и последующих 4,8 или 6м (в зависимости от габаритов оборудования) применяются для предприятий парфюмерно-косметической, производства микробиологических веществ, а также маслобойно-жировой промышленности (табл. 4).
    Параметры унифицированных многоэтажных зданий приведены в таблице 4.
Основные параметры многоэтажных зданий

Таблица 4.
  Сетка колонн для этажей,м   Высота этажей Подъемно-транспортное
Число пролетов Нижнего и среднего верхнего Число этажей нижнего среднего верхнего оборудование
2 6Х6 6Х6 3 и 4 3,6
4,8
6 		3,6
4,8
6 		3,6
4,8
6 		 
больше3 6Х6 6Х6 3, 4,5 3,6
4,8
6
6
7,2		 3,6
4,8
6
4,8
6		 3,6
4,8
6
4,8
6		  
3 6Х6 18Х6 3, 4,5 4,8
6		 4,8
6		 7,2
7,2		 Кран-балка до 5 т
Больше2 9Х6 9Х6 3 и 4 3,6
4,8
6
6
7,2		 3,6
4,8
6
4,8		 3,6
4,8
6
4,8
6		  
2 9Х6 18Х6 3 и 4 4,8
6		 4,8
6		 7,2
7,2		 Кран-балка до 5 т

     ЗДАНИЯ ИЗ СБОРНЫХ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ.

     Многоэтажные каркасные здания сооружают по рамной схеме жесткими узлами. Каркас состоит из вертикальных стоек (колонн), соединенных жестко с балками (ригелями) междуэтажных перекрытий и покрытий. В совокупности они образуют поперечную многоярусную раму, жестко защемленную в фундаментах. В продольном направлении поперечные рамы связывают настилом перекрытий и покрытий, образующих жесткие диафрагмы. Продольная жесткость обеспечивается также дополнительными стальными связями, которые размещают посредине каждого температурного блока (рис. 22).
     Колонны применяются типовые железобетонные в соответствии с утвержденной Госстроем России номенклатурой сборных изделий для многоэтажных зданий.
     По высоте колонны могут быть двухэтажной разрезки, высотой на два этажа, и поэтажной - высотой на один этаж. Для двух нижних этажей, как правило, применяют колонны только двухэтажной разрезки, для третьего и четвертого этажа высотой 3,6 и 4,8 м устанавливают колонны тоже двухэтажной разрезки.
     Колонны поэтажной разрезки используют при высоте третьего этажа равной 6 м и выше.
     По месту установки колонн в здании их подразделяют на крайние, располагаемые у стен здания, и средние, размещаемые в середине здания.
     Крайние колонны имеют консоли с одной стороны, средние - с двух сторон. На консоли опирают ригели (балки) междуэтажных перекрытий и покрытия.

Рис. 22. Продольные стальные связи каркаса многоэтажного здания
1-стальные связи; 2 - балки междуэтажных перекрытий (ригели); 3 - настил перекрытий

     Для стыковки колонн служат стальные оголовки, состоящие из двух вертикальных листов и вваренных между ними двух прокатных уголков. Для установки и приварки ригеля на консоли колонны имеются закладные детали, кроме этого в колонне предусмотрены горизонтальные выпуски арматуры для соединения их с арматурой ригеля при помощи сварки и замоноличиванием бетоном.
    Междуэтажные перекрытия в многоэтажных унифицированных зданиях, как правило, делают сборные. Они состоят из ригелей и железобетонных ребристых плит.
    Ригели (балки междуэтажных перекрытий) применяются двух типов: тип 1-для установки плит на полки и тип II-для установки плит на верхнюю плоскость ригеля. Они имеют прямоугольную форму высотой 800 и шириной 300 м. Всего номенклатурой предусмотрено 6 марок ригелей, которые различаются длиной и формой поперечного сечения.
    Железобетонные плиты подразделяют на две группы в зависимости от типа ригеля. Для установки плит на полки ригелей типа I предусмотрено два типоразмера плит (рис. 23). Основные плиты имеют ребристую коробчатую конструкцию; длина-5500 и 5050 мм, ширина- 1500 мм. Укороченные плиты длиной 5050 мм укладывают в торцах здания и в местах устройства поперечных деформационных швов. Доборные плиты, укладываемые у продольных стен, имеют такую же длину, что и основные, ширину 740 мм, несущие ребра расположены по контуру; основные плиты с' внутренней стороны имеют три дополни-тельных ребра жесткости. В продольных ребрах на расстоянии 1000 мм имеются отверстия, предназначенные для подвешивания к перекрытиям электропроводки, вентиляционных или других трубопроводов с нагрузкой на одно отверстие не более 3000 кг. При использовании ригелей типа II плиты укладывают по их верху. Плиты имеют лоткообразную форму.
    Межколонные плиты, имеющие в торцах вырезы для колонны, служат распорками, передающими горизонтальные продольные нагрузки на каркас здания (Рис. 24).
При установке на междуэтажные перекрытия провисающего оборудования и необходимости устройства проемов больших размеров применяют монтажные панели.

Рис. 23. Сборные железобетонные плиты типа I
а - основная; б - доборная

     Для перекрытии типа I монтажные панели собирают из металлических балок: главных, опираемых на полки ригелей, и второстепенных, укладываемых на главные балки. Настил делают из рифленых стальных листов. Предельная величина сосредоточенной нагрузки от главной балки на ригель допускается не более 13 т. Монтажные панели с отверстиями для перекрытий типа II устраивают из железобетонных балок-главных и второстепенных. Для установки тяжелых горизонтальных аппаратов вместо плит предусматривают железобетонные балки таврового сечения. Балки укладываются на ригели по одной или спаренно.
     В некоторых отраслях промышленности строят многоэтажные здания с гладкими сборными железобетонными перекрытиями. Такие перекрытия имеют преимущества. Гладкие, не имеющие ребер, они способствуют лучшему проветриванию, что особенно важно для производства с взрывоопасными выделениями и с высокой степенью гигиеничности.
     Кроме этого, помещения с гладкими потолками лучше освещаются. В таких перекрытиях на колонны с консолями надевают сборные квадратные в плане капители, служащие опорами надколонным панелям. Эти панели образуют замкнутый контур, на который опираются про-летные панели, имеющие квадратную форму.

Рис.24. Сборные железобетонные плиты типа II
а - основная: б - межколонная

    ЗДАНИЯ СО СБОРНО-МОНОЛИТНЫМИ И МОНОЛИТНЫМИ ПЕРЕКРЫТИЯМИ. Многоэтажные здания с монолитным железобетонным каркасом и перекрытиями возводят в тех случаях, когда на перекрытия действуют большие нагрузки, в том числе динамические.
    Монолитные железобетонные перекрытия выполняют также при большом количестве отверстий для технологических трубопроводов и оборудования. Монолитный железо-бетонный каркас состоит из колонн, главных балок-прогонов и второстепенных на которые опирается монолитная железобетонная плита (рис. 25). Прогоны обычно располагают в поперечном направлении, а второстепенные балки в продольном. Толщину плиты принимают в пределах 80-100мм. В качестве арматуры для железобетонного каркаса применяют прокатные стальные профили. Такие каркасы легко заготовлять и монтировать. По существу, подобные конструкции представляют собой стальной каркас, защищенный бетоном. Они обладают высокой несущей способностью, долговечностью, огнестойкостью, так как бетон предохраняет сталь от коррозии и высоких температур.
    ЗДАНИЯ СО СТАЛЬНЫМ КАРКАСОМ. Стальной каркас многоэтажных зданий имеет некоторые преимущества перед железобетонными, в первую очередь, благодаря сравнительно небольшому собственному весу и небольшим размерам сечений. К преимуществам относятся также простота и индустриальность изготовления, возможность выполнения работ по монтажу в любое время года.
    К недостаткам металлического каркаса относится более высокая стоимость по сравнению с железобетонным и недостаточная коррозионная стойкость и огнестойкость.
    Элементами стального каркаса многоэтажных зданий являются колонны, главные балки-ригели и второстепенные балки. Главные балки обычно располагаются поперек здания, второстепенные - вдоль (рис. 26). Пространственную устойчивость каркаса обеспечивают жесткие соединения в узлах ригелей и колонн. При шарнирном соединении устанавливают решетчатые связи. Стойки каркаса выполняют из широкополочных сварных двутавров, ригели и второстепенные балки при небольших нагрузках делают из прокатных двутавров, при больших-сварные из листовой стали. В связи с дефицитностью прокатной стали, применение стальных каркасов в многоэтажных зданиях необходимо обосновывать технико-экономическими расчетами.
    ДВУХЭТАЖНЫЕ ЗДАНИЯ. В пищевой промышленности довольно широко распространены двухэтажные производственные здания. По конструктивным решениям они имеют много общего с многоэтажными зданиями, но из-за специфики объемно-планировочных и кон-структивных решений их выделяют в отдельную группу.


Рис. 25. Монолитные железобетонные перекрытия
а - общий вид помещения; б - план участка перекрытия; 1 - колонна; 2- главная балка (прогон); 3 - второстепенная балка; 4 - плита

    Одной из существенных особенностей таких зданий является то, что половина производственных площадей приходится на первый этаж, причем тяжелое оборудование размещают или непосредственно на полу, или на специальных фундаментах. На втором этаже обычно размещают легкое технологическое оборудование, сырье и продукцию. Там же можно размещать инженерные коммуникации и помещения подсобных производств.

Рис. 26. Стальной каркас многоэтажного здания
а - с настилом из железобетонных плит; б - то же, из крупноразмерных ребристых железобетонных плит: 1 - колонны, 2 - главные балки: 3 - то же, второстепенные;- 4 - плиты

    В зданиях такого вида целесообразно и экономически выгодно размещать производства, требующие строго определенного температурно-влажностного режима со сложной и тонкой технологией.

Рис. 27. Схемы двухэтажных зданий:
а-с одинаковой сеткой колонн па первом и второй этажах; б-с укрупненной сеткой колонн па втором этаже; 1- световой фонарь

    Для этого устраивают подвесные потолки и размещают инженерные и технологические коммуникации в межферменном пространстве - техническом этаже.
     В практике строительства наиболее распространены здания следующих типов: с одинаковой сеткой колонн на первом и втором этажах (рис. 27, а); с укрупненной сеткой колонн на втором перекрытия. этаже (рис. 27,6); здания с укрупненной сеткой колонн на первом и втором этажах и техническим полуэтажом в пределах строительной высоты перекрытия.
     Конструктивные схемы двухэтажных зданий аналогичны решениям многоэтажных. Эти здания - каркасные с самонесущими стенами. Каркас монтируют из сборных железобетонных элементов заводского изготовления. Колонны с консолями для установки балок междуэтажных перекрытий и балок покрытий применяют высотой на один или два этажа. Ригели междуэтажных перекрытий по форме поперечного сечения аналогичны ригелям многоэтажных зданий (серии ИИ 20/70), но имеют большую высоту (рис. 28).

Рис. 28. Поперечное сечение ригеля для двухэтажных зданий

    В качестве несущих конструкций покрытий при укрупненной сетке колонн второго этажа применяют предварительно напряженные железобетонные балки с параллельными поясами. Междуэтажные перекрытия состоят из сборных железобетонных элементов-ригелей и ребристых железобетонных плит.

Содержание