Каркасы и конструкции перекрытий многоэтажных промышленных зданий

Конструктивные схемы сборных каркасов

В прошлом каркас многоэтажного промышленного здания выполняли из монолитного железобетона и (реже) из стали. В практике современного строительства многоэтажных промышленных зданий преобладают здания с полным каркасом из сборного железобетона.
 

Рис. 220. Схемы каркасов (а) и унифицированные элементы сборного железобетонного каркаса (б):
1 — ригели; 2 — стойки каркаса (колонны); 3 — рама каркаса

Как и в гражданском строительстве, в многоэтажных зданиях производственного назначения различают три схемы конструктивного членения сборного железобетонного каркаса на его составные части.
1.     Каркас со стыками стоек и ригелей в узлах (рис. 220, а).
2.     Каркас со стыками между стойками и ригелями в наименее напряженных местах ригеля, вследствие чего стойки каркаса делают с консолями, длина которых определяется расчетом.
Стыки между стойками каркаса в обоих случаях располагают по высоте в каждом этаже или через этаж.
3.     Каркас из П-образных рам и консольных ригелей-вставок. Стыки между стойками в этом случае располагают по высоте в каждом этаже.

Первая схема дает возможность изготовлять на заводах прямолинейные, несложные по форме конструкции каркаса. Однако стыки ригелей с колоннами (см. рис. 91) усложняют устройство жесткого узла, в котором возникают значительные усилия при эксплуатации здания.

Этот недостаток устранен во второй схеме (так как узлы сопряжения стоек с ригелем проектируют в тех местах, где усилия в ригеле минимальные), однако колонны с консолями сложны в изготовлении и при транспортировании.
Наименьшее применение в строительстве получила третья схема из- за сложности изготовления и транспортирования рам каркаса.

В настоящее время для многих отраслей промышленности разработаны типовые габаритные схемы зданий с унифицированными параметрами (сетка колонн, число этажей, их высота и др.).

На основе габаритных схем созданы типовые проекты зданий массового строительства с применением для каркаса и перекрытий унифицированных сборных железобетонных изделий (рис. 220, б). Сетка колонн принята 6х6и6х9ж, а высота этажей 3,6; 4,8; 6,0 м (7,2 м — для первых этажей).

Элементы каркаса соединяют сваркой закладных деталей. Каркас с шарнирными соединениями стоек и ригелей называют каркасом связевой системы. Ригели каркаса в такой схеме работают как однопролетные балки. Каркас связевой системы несет только вертикальные нагрузки, а горизонтальные воздействия (например, ветер) воспринимаются поперечными стенами и стенами лестничных клеток и лифтовых шахт.

Жесткое соединение ригелей и колонн образует жесткие поперечные многоэтажные рамы, способные воспринимать не только вертикальные, но и горизонтальные нагрузки. Каркасы такой системы называют рамными.

Наибольшее распространение получила связевая система как более экономичная.

При связевой и рамной схемах каркаса различают здания с перекрытиями балочной и безбалочной конструкций.

Перекрытия балочной конструкции

Независимо от конструктивной схемы каркаса строительные параметры многоэтажных промышленных зданий принимают в соответствии с ЕМС (см. § 7). Строгое выполнение установленной размерности при проектировании многоэтажного каркаса позволяет применять базирующиеся на той же размерной основе сборные конструкции перекрытий (ригели каркаса, балки, плиты, настилы, панели и т. д.).

Перекрытия балочной конструкции получили наибольшее распространение. Такие перекрытия состоят из длинномерных плит перекрытия, уложенных по ригелям каркаса (балкам), свободно выходящим в нижнее помещение со стороны потолка в виде ребер перекрытия. Безбалочные перекрытия в промышленных зданиях применяют в тех случаях, когда необходимо устройство гладкого потолка.
 

Рис. 221. Конструкции перекрытий многоэтажных промышленных зданий:
й — балочные перекрытия; б — безбалочное перекрытие; 1 — ригель; 2 — стойки каркаса;
3 — плиты перекрытия; 4 — закладные детали; 5 — надколонные панели; 6 — пролетные панели; 7 — замоноличивание первой очереди; 8 — то же, второй; 9 — капитель

Для балочных перекрытий применяются сборные железобетонные плиты (настилы) шириной от 600 до 2000 мм. Наиболее экономичными являются плиты коробчатого сечения, укладываемые на ригели ребрами вниз (рис. 221, а). В зависимости от способа укладки плит перекрытия применяют ригели прямоугольного, таврового или прямоугольного с четвертями сечений. Ригели с четвертями позволяют располагать настилы в пределах высоты ригеля. Ригели укладывают на консоли колонн и соединяют с ними сваркой закладных частей. Между собой ригели соединяют сваркой закладных деталей на концах ригелей, в уровне их верхней плоскости. Для этого в отверстия, предусмотренные в колонне на уровне верхней плоскости ригелей, пропускают стальные соединительные детали и приваривают их к закладным деталям ригелей. Настилы смежных пролетов анкеруют и связывают их с ригелями стержнями арматурной стали, а потом бетонируют верхнюю часть ригеля.

Безбалочные перекрытия (рис. 221, б) применяют только с сеткой колонн 6 X 6 ж. Роль балок в этой конструкции выполняют межко- лонные плиты (плиты-балки), имеющие по продольным сторонам четверти. Межколонные плиты укладывают в двух взаимно перпендикулярных направлениях на сборные железобетонные капители, опирающиеся на выступы сборных железобетонных колонн квадратного или круглого сечения. Пролеты между плитами-балками перекрывают пустотелыми или ребристыми настилами и панелями, опирающимися по контуру на четверти межбалочных плит (плит-балок), и соединяют с последними сваркой закладных частей. В свою очередь, межколонные плиты сваривают с капителями и между собой.

В промышленных многоэтажных зданиях, построенных до 1955—1960 гг., могут встретиться монолитный железобетонный каркас, монолитные ребристые перекрытия, стальной каркас с балочными неиндустриальными перекрытиями сводчатой конструкции по стальным балкам, опирающимся на ригели каркаса. Конструкция таких перекрытий аналогична конструкции перекрытия в виде сводиков по стальным балкам для гражданских зданий.