Длина температурного блока железобетонного каркаса

Разбивка здания на температурные блоки

Вследствие больших размеров промышленного здания в плане и непрерывности покрытия, представляющего единую жесткую плиту, изменение температуры наружного воздуха вызывает заметные деформации поперечных и продольных конструкций покрытия, подкрановых балок и других конструкций. Усадка бетона приводит к деформациям укорочения элементов, температурно-усадочные деформации приводят к возникновению значительных дополнительных усилий в колонне, в результате чего могут образоваться трещины и даже произойти разрушение части элементов. Для уменьшения такого рода усилий в конструкциях предусматривают температурно-усадочные швы.

Поперечные температурно-усадочные швы выполняют на спаренных колоннах, геометрические оси которых смещаются с разбивочной оси (расположенной посередине шва) на 500 мм в каждую сторону или на размер больший, но кратный 250 мм; шов доводится до верха фундамента.

Продольный температурно-усадочный шов также выполняется на спаренных колоннах со вставкой. Размеры вставки зависят от привязки колонн к продольным разбивочным осям и принимаются равными 500…1500 мм, кратно 250 мм.

Наибольшие расстояние между температурно-усадочными швами при расчетных зимних температурах наружного воздуха выше минус 40 0 С, назначаемые без расчета (для конструкций с ненапрягаемой арматурой и предварительно напряженных, к трещиностойкости которых предъявляются требования 3-й категории), для одноэтажных каркасных зданий из сборного железобетона не должны превышать 72 м для отапливаемых и 48 м для неотапливаемых зданий.

Когда здание возводится на площадке с разнородными грунтами, а также когда его части имеют различную высоту, возможно неравномерное вертикальное смещение, в этих случаях необходимо устраивать осадочные швы. Ими разрезают здание, включая и фундамент, чтобы обеспечить частям здания независимую осадку. Осадочные швы обычно совмещают с температурно-усадочными швами.

В курсовом проекте здание длиной 144 м разделено поперечным температурно-усадочным швом на 2 блока длиной 72 м каждый.

Обеспечение пространственной жесткости каркаса

Пространственной жесткостью здания или сооружения называют его способность сопротивляться воздействию горизонтальных нагрузок.

Обеспечение пространственной жесткости имеет важное значение, так как чрезмерные перемещения каркаса могут привести к нарушению нормальной эксплуатации здания.

Пространственная жесткость каркаса одноэтажного промышленного здания в поперечном направлении обеспечивается расчетом и конструкцией поперечной рамы. Специальные связи в этом случае установлены быть не могут, поскольку они препятствовали бы технологическому процессу.

Основными факторами, обеспечивающими поперечную пространственную жесткость здания, являются жесткое защемление колонн в фундаментах и достаточная изгибная жесткость колонн.

Пространственную жесткость здания в продольном направлении обеспечивать подобным образом нецелесообразно. Выгоднее уменьшить ширину сечения колонн, сэкономить бетон, а для обеспечения пространственной жесткости использовать вертикальные связи из стального проката. Их устанавливают по продольным рядам колонн в середине температурного блока на высоту от пола до низа подкрановых балок и приваривают к закладным деталям колонн. Такие связи не препятствуют технологическому процессу. По конструкции вертикальные связи по колоннам бывают крестовые одноярусные и двухъярусные, портальные.

При такой конструкции необходимость в расчете продольной рамы отпадает, производится лишь проверка связей на действие ветровых нагрузок на торец здания и на действие усилий продольного торможения мостовых кранов. В бескрановых зданиях небольшой высоты (не выше 9,6 м) связи по колоннам могут не устанавливаться.

Кроме обеспечения пространственной жесткости здания в целом, должна быть обеспечена пространственная жесткость его отдельных элементов (покрытия, фахверка и др.).

При высоте опорных частей ригелей более 800 мм, например в зданиях с плоской кровлей, между ними устанавливают вертикальные связи-фермы, располагаемые в крайних ячейках температурного блока, а поверху каждого продольного ряда колонн – стальные распорки. Связи-фермы имеют номинальную длину 6 либо 12 м и высоту, равную высоте ригеля на опоре. Необходимость устройства таких связей обусловлена тем, что горизонтальная сила от ветровой и крановой нагрузок, приложенная к покрытию, может вызвать деформацию ригелей поперечных рам (стропильных балок или ферм) из плоскости. Следовательно, назначение этих связей-ферм и распорок – передать продольные горизонтальные усилия с диска покрытия на колонны и, конечном итоге, на вертикальные связи по колоннам.

При высоте опорных узлов ригелей покрытия не более 900 мм и наличии жесткого опорного ребра вертикальные связевые фермы и распорки допускается не устанавливать, однако в этом случае сварные швы в сопряжении ригеля с колонной должны быть расчетными.

Наряду с обеспечением устойчивости ригелей в целом из плоскости необходимо обеспечить устойчивость их сжатых поясов. При беспрогонной системе покрытия и отсутствии фонаря устойчивость сжатых поясов ригелей из плоскости обеспечивается плитами покрытия, приваренными к ригелям с последующим замоноличиванием швов. Таким путем достигается образование жесткого диска, и необходимость постановки дополнительных связей в плоскости покрытия отпадает.

В курсовом проекте для обеспечения пространственной жёсткости каркаса по продольным рядам колонн в средних пролетах температурных блоков устанавливаем вертикальные крестовые связи из стального проката. Они устраиваются на высоту от пола здания до низа подкрановых балок и привариваются к закладным деталям колонн. По верху колонны связывают металлическими распорками. Так как высота ригелей на опорах не превышает 900 мм и имеется жесткое опорное ребро, вертикальные связевые фермы покрытия не устанавливаются.

1.7 Выбор типа и предварительное назначение размеров сечений

Колонн

В одноэтажных производственных зданиях применяются сборные железобетонные колонны сплошные прямоугольного сечения и сквозные двухветвевые. При выборе типа колонн можно придерживаться следующих рекомендаций:

– сплошные колонны применяют в зданиях, оборудованных мостовыми кранами грузоподъемностью до 30 т, при пролетах до 24 м, высоте здания до

10,8 м включительно, шаге колонн 6…12 м;

– сквозные (двухветвевые) колонны целесообразно применять при грузоподъемности кранов 30 т и более, пролетах более 24 м, высоте здания свыше

10,8 м и шаге колонн 12 м, а также в случаях, когда высота сечения нижней (подкрановой) части колонны превышает 1 м.

В бескрановых цехах обычно применяют колонны сплошного прямоугольного сечения.

В курсовом проекте приняты крайние сквозные двухветвевые колонны, так как высота здания .

Высота сечения надкрановой части крайних колонн назначается из условия размещения кранового оборудования и зависит от привязки колонн. При «нулевой» привязке крайних колонн к продольным координационным осям

где – расстояние от оси кранового рельса до края моста крана, для крана грузоподъёмностью 30/5 т ;

0,07 м – горизонтальный зазор между гранью колонны и габаритом крана, необходимый по условиям эксплуатации крана.

С учётом унификации размеров поперечных сечений типовых колонн принимаем высоту сечения надкрановой части крайних колонн

.

Высота сечения нижней (подкрановой) части крайних двухветвых колонн зависит от нагрузки и высоты здания и принимается в соответствии с типовыми размерами конструкций:

Принимаем

Ширину сечения колонн из условия изготовления принимают постоянной по всей длине: не менее 400 мм и не менее 1/30

.

Принимаем ширину поперечного сечения крайних колонн из условия обеспечения достаточной жесткости и с учётом унификации размеров сечений типовых колонн [10] (рисунок 4).

Высота сечения ветви двухветвевой колонны принимается 200…350 мм кратно 50 мм.

Читайте также  Как сделать штробу в бетоне

Исходя из размеров сечений типовых колонн принимаем

Ветви соединены распорками, высота сечения рядовой распорки

.

Исходя из размеров сечений типовых колонн принимаем

Расстояние между осями распорок

.

Компоновка конструктивной части здания представлена на рисунках 1-4.

Разбивка здания на температурные блоки. Компановка покрытия одноэтажного промышленного здания

Разбивка здания на температурные блоки. При большой протяженности в поперечном и продольном направлениях здание делят температурными швами на отдельные блоки. Температурные швы обычно совмещают с усадочными и называют температурно-усадочными. Основное их назначение — уменьшить дополнительные усилия в колоннах от вынужденных перемещений продольных и поперечных элементов здания вследствие изменения температуры наружного воздуха и усадки бетона.

Наибольшие расстояния между температурно-усадочными швами при расчетных зимних температурах наружного воздуха выше минус 40° С, назначаемые без расчета (для конструкций с ненапрягаемой арматурой и предварительно напряженных, к трещиностойкости которых предъявляются требования 3-й категории), для одноэтажных каркасных зданий из сборного железобетона не должны превышать 72 м для отапливаемых зданий.

Поперечные температурно-усадочные швы выполняют на спаренных колоннах, геометрические оси которых смещаются с разбивочной оси (расположенной но середине шва) на 500 мм в каждую сторону (рис. 1.2, г), или на размер больший, но кратный 250 мм; шов доводится до верха фундамента.

Продольный температурно-усадочный шов также выполняется на спаренных колоннах со вставкой (рис. 1.2, д, е). Размеры вставки зависят от привязки колонн к продольным разбивочным осям и принимаются равными 500. 1500 мм, кратно 250мм.

Привязка колонн в продольном температурном шве к продольным осям выполняется по следующим правилам:

— если шаг колонн крайних и средних рядов одинаковый (подстропильные конструкции отсутствуют), то колонны привязываются к продольным осям аналогично привязке колонн крайних рядов (см. рис. 1.2, д);

— при шаге колонн крайних рядов 6 м, а средних — 12 м, т.е. при наличии подстропильных конструкций, расстояние между продольными разбивочными осями и гранями колонн, обращенными в сторону температурного шва, принимается кратным 250 мм,

— Выбор типа и назначение размеров сечений колонн. В одноэтажных производственных зданиях применяются сборные железобетонные колонны сплошные прямоугольного сечения и сквозные двухветвевые (рис. 1.6). При выборе типа колонн можно придерживаться следующих рекомендации:

— сплошные колонны применяют в зданиях с пролетами до 24 м, высотой и 16,2 м и шаге 12 м, а также в случаях, когда высота сечения подкрановой части колонны h2 превышает 1 м.

В бескрановых цехах обычно применяют колонны постоянного сечения.

Рис. 1,6. Типы колонн одноэтажных промышленных зданий

Высота (мм) сечения надкрановой части крайних колонн назначается из условия размещения кранового оборудования: при «нулевой» привязке

при привязке «250»

где B1 расстояние от оси кранового рельса до края моста крана;

70 — горизонтальный зазор между гранью колонны и габаритом крана, необходимый по условиям эксплуатации крана.

В типовых колоннах крайних рядов высота сечения надкрановой части в соответствии с вышеприведенными условиями составляет h1 = 380 или 600мм.

Высоту сечения надкрановой части средних колонн назначают с учетом опирания двух ригелей непосредственно на торец колонны без устройства специальных консолей; обычно h1 = 500 или 600мм.

Высота сечения подкрановой части сплошных колонн h2 из условий прочности и пространственной жесткости рамы принимается не менее (1 /10. 1/14)H2 кратно 100мм.

Ширину сечения колонн bиз условия изготовления принимают постоянной по всей длине: не менее 400 мм при шаге колонн 6 м, не менее 500 мм при шаге 12 м и не менее 1/25H.

Общая высота сечения подкрановой части сквозных колонн принимается h2 = 1000. 1300 мм для крайних и h2 = 1200. 1800 мм для средних колонн. Высота сечения hb,ветви таких колонн (в плоскости поперечной рамы) принимается в пределах 200. 350 мм кратно 5омм, а ширина b= 500 или 600 мм. Расстояние между осями распорок обычно составляет 1800 — 2400 мм, высоту сечения распорок, кроме верхней, принимают равной 400мм.

Компоновка покрытия. Покрытие одноэтажного здания может выполняться беспрогонным (преимущественно) и по прогонам. При беспрогонной схеме крупноразмерные плиты покрытия укладываются непосредственно по ригелям поперечных рам и привариваются к ним не менее чем в трех углах. Глубина опирания продольных ребер плит покрытия пролетом 6 м — не менее 80 мм, пролетом 12м — не менее 100 мм. Сварку закладных деталей стыкуемых конструкций делают по всей длине этих деталей, а швы между плитами замоноличивают. В этом случае образуется жесткий в своей плоскости горизонтальный диск, обеспечивающий пространственную работу каркаса здания в целом.

Расположение ригелей (ферм, балок, арок) при беспрогонной схеме покрытия может быть поперечным (рис, 1.5, а, б, в) или продольным (рис. 1.5, г).

При поперечном расположении ригелей возможны три варианта решения конструктивной схемы покрытия:

1 шаг всех колонн и ригелей совпадает (6 или 12 м), подстропильные конструкции отсутствуют (рис. 1.5, а);

2 — шаг колонн всех рядов 12. 18 м, а шаг ригелей 6 м; последние укладываются по подстропильным конструкциям (фермам или балкам) пролетом 12. 18 м (рис. 1.5, б);

3 — шаг колонн крайних рядов 6 м, средних -12 м, шаг ригелей 6 м; по средним рядам колонн в продольном направлении укладываются подстропильные конструкции для опирания ригелей (рис. 1.5, в).

Рис. 1.5. Варианты балочных схем покрытий: 1 — плиты покрытия; 2 — стропильные конструкции; 3 — подстропильные конструкции; 4 — продольные стропильные конструкции; 5 — крупноразмерные плиты покрытия «на пролет»

При продольном расположении ригелей их укладывают на колонны в продольном направлении, а плиты покрытия размером «на пролет» (т.е. 3×18 или 3×24 м) — поперек пролета (рис. 1,5, г).

Тип стропильных конструкций можно выбирать, руководствуясь следующими рекомендациями:

а) стропильные балки применяют при пролетах до 18 м включительно;

б) стропильные фермы — при пролетах 18. 30 м; стропильные арки — при пролетах 30. 36 м и более.

СНиП 31-03-2001 Производственные здания СНиП 21-01-97* Пожарная безопасность зданий и сооружений. НПБ 105-03 «Определение категорий помещений, зданий и наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасности» (стр. 2 )

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5

Несущие стропильные конструкции:

Пролет 6, 12 м – железобетонные балки.

Пролет 18, 24 м – железобетонные фермы.

Пролет 30, 36 м – металлические фермы.

При высоте до 16,8 м включительно – ж б колонны

При высоте здания выше 16,8 м – металлические колонны

В отделениях с повышенным выделением тепла (термические отделения) – металлический каркас.

Все деформационные швы в промышленных зданиях классифицируют:
По назначению:
— температурно-деформационные (ТДШ);
— осадочные;
— антисейсмические.
По расположению:
— продольные;
— поперечные.

Осадочные швы устраивают:
— между смежными пролетами при наличии в них различных нагрузок;
— в местах примыкания многоэтажного здания к одноэтажному;
— по расчету в зависимости от гидрогеологических условий площадки строительства.

Для ограничения усилий, возникающих в конструкциях от перепада температур, здание разрезается температурными швами на отсеки (температурные блоки), размеры которых зависят от материала каркаса, теплового режима здания и климатических условий района строительства. Эти размеры определяются расчетом.

Читайте также  Бетонные изделия для благоустройства

Температурный блок – это часть здания, расположенная между температурными швами, между швом и торцом здания, или между торцами здания.

Длина температурного блока (А):

    Для железобетонного и смешанного каркаса кранового здания длина температурного блока А ≤ 72 м. (Для бескрановых зданий разрешено увеличивать А до 144 м. Допускается А увеличивать до 280 м, но при этом высота строения не должна превышать 8,4 м ) В стальных каркасах зданий с мостовыми кранами А ≤ 120 м, в бескрановых зданиях А ≤ 240 м. В зданиях с кранами большой грузоподъемности (Q до 4500 кН=450 т) или при тяжелом или особо тяжелом режиме их работы А не должна превышать 96 м.

Расположение температурных швов в здании с пролетами равной высоты.

Расположение температурных швов в здании с пролетами неравной высоты

Привязка элементов здания к координационным осям

Унификация промзданий предусматривает определенную систему привязки конструктивных элементов к разбивочным осям. Эта система позволяет получить идентичные решения различных конструктивных узлов и возможность взаимозаменяемости конструкций. Конструкции покрытия и перекрытия всегда имеют нулевую привязку.

Привязка колонн крайних продольных рядов здания.

Крайние колонны могут иметь привязки: «0» (нулевая привязка), «250» и редко «500».

Нулевая привязка – наружная грань колонны совпадает с координационной осью (рис. 1).

Устраивают такую привязку в следующих случаях:

— в зданиях со сборными железобетонными колоннами без мостовых кранов и подстропильных конструкций;

— в зданиях со сборными железобетонными колоннами с мостовыми кранами при следующих параметрах: B = 6 м; Н ≤ 14,4 м; Q ≤ 200 кН;

— в бескрановых зданиях с металлическим каркасом высотой Н ≤ 8,4 м.

Привязки «250» и «500» – колонны выдвигаются относительно модульной координационной оси на 250 или 500 мм, соответственно, наружу здания (Рис.2).
Привязку «250» осуществляют:
— в зданиях, имеющих подстропильные конструкции;
— при нарушении условий нулевой привязки.
Привязку «500» устраивают:
— в зданиях с мостовыми кранами грузоподъемностью ≥ 750 кН;
— в зданиях с мостовыми кранами тяжелого и особо тяжелого режимов работы.

Привязка колонн средних рядов здания.

Средние колонны, за исключением колонн, расположенных в местах деформационных швов, имеют осевую привязку – их геометрические оси совмещают с модульными координационными осями здания.

Привязка крайних колонн к торцевым координационным осям.
Привязка торцевых колонн выполняется смещением геометрической оси колонны по отношению к координационной оси на 500 мм внутрь здания (рис.3). Такое смещение колонн в торце здания обеспечивает необходимый зазор между стеной и пристенной несущей конструкцией покрытия для размещения верхней части колонн торцевого фахверка.

Привязка колонн в местах устройства деформационных швов

Швы устраивают на двух колоннах (со вставкой и без нее).

(В металлическом каркасе допустимо выполнять шов на одной колонне между параллельными пролетами одной высоты при условии, что в здании нет мостовых кранов, а примыкающие пролеты имеют высоту Н ≤ 7,2 м и ширину L ≤ 18 м. В этом случае колонна имеет осевую привязку, а в одном из пролетов устраивают подвижное опирание ферм покрытия.)

Поперечный температурный шов
Поперечный ТШ устраивают на двух колоннах, геометрические оси которых располагают на расстоянии 500 мм от модульной координационной оси (рис.5);
— при длине температурного блока А ≥ 144 м – на двух колоннах со вставкой (на двух осях) с = 100 мм, а геометрические оси колонн располагают на расстоянии 500 мм от каждой координационной оси внутрь блока (рис.4б).

Продольный температурный шов (ТШ) в перепадах высот параллельных (рис.6) и взаимно перпендикулярных (рис.7) пролетов. Эти швы выполняются на двух колоннах со вставкой между координационными осями.

Размеры вставок (с) определяются в зависимости от вида каркаса и, привязок его элементов к координационным осям, требуемых температурных зазоров, а в местах перепада высот еще учитывают и толщину стен.

Колонны торцового фахверка имеют нулевую привязку – координационная ось совпадает с наружной гранью колонны. Привязка колонн продольного фахверка назначается такой же как основных колонн данного ряда.

3. Колонны

Колонны каркаса – вертикальные элементы, служат для опирания на них несущих конструкций покрытия, восприятия крановых и технологических нагрузок, а также нагрузки от стен.

По назначению: колонны основного каркаса и фахверковые колонны.

По расположению: крайние, средние и торцевые (фахверковые).

По нагрузке: крановые и бескрановые

По конструкции: сплошные (одноветвевые) и сквозные (двухветвевые).

По материалу: железобетонные и металлические.

Шаг крайних колонн 6 или 12 м, средних колонн – 6, 12, 18 м.

Под высотой колонны понимается отметка верха колонны (высота здания до низа стропильных конструкций). Длина колонны складывается из высоты здания и величины заглубления колонны в фундамент. Глубина заглубления зависит от типа колонны и ее высоты.

Колонны среднего ряда в зданиях с подстропильными конструкциями по высоте ниже крайних колонн на 600 мм. (показать на схеме)

ГОСТ 25628-90 КОЛОННЫ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ ДЛЯ ОДНОЭТАЖНЫХ

Высота ж/б колонн и градация по высоте кратна 600 мм.

Колонны сплошного сечения

1. Для зданий без мостовых кранов колонны (К) имеют одинаковые размеры сечения по всей высоте. Высота 3,0 – 14,4 м, сечение от 300х300 до 400х800 мм.

2. Для зданий с мостовыми кранами (КК). Такие колонны выполняются с консолью для опирания подкрановой балки. Часть колонны выше консоли называют надкрановой, ниже консоли – подкрановой. Высота таких колонн от 8,4 до 14,4 м. Сечение надкрановой части от 400х380 мм до 600х600 мм. Подкрановая часть 400х600 до 400х900 мм.

3. Для зданий с мостовыми кранами с проходами в уровне крановых путей (ККП). Проходы устраиваются для постоянного наблюдения за состоянием крановых путей. Надкрановая часть увеличена и имеет сечение 400х900 мм. Проход имеет размеры 400х2200 мм.

1. для зданий с мостовыми кранами (КД)

Такие колонны также делятся на надкрановую и подкрановую части. Надкрановая часть выполняется сплошного сечения, подкрановая в виде двух ветвей, соединенных рёбрами. Размеры надкрановой части 500х600 – 500х700 мм. Подкрановой 500х1400 – 600х1900 мм с шириной каждой ветви 200-300 мм.

2. При необходимости могут выполняться колонны с проходом аналогично колоннам сплошного сечения (КДП). Сечение надкрановой части – 500х900 мм.

Все колонны имеют закладные детали в местах опирания стропильных ферм и подкрановых балок. В крайних колоннах предусматривают закладные для крепления стеновых панелей. В связевых колоннах – в местах примыкания продольных связей.

Для монтажа устраивают строповочные отверстия путем закладки стальных трубок (50-70 мм).

На все грани колонн наносятся риски, определяющие положение разбивочных осей.

Маркировка колонн 3К120

3 – номер типоразмера

120 – высота здания, дм

ГОСТ 23118-99 Конструкции стальные строительные

ГОСТ 23682-79 КОЛОННЫ СТАЛЬНЫЕ СТУПЕНЧАТЫЕ (отменен!)

Металлические колонны выполняются двух видов:

    сплошного сечения (одноветвевые) решетчатые (двухветвевые)

1. Колонны сплошного сечения выполняются из сварного или прокатного двутавра.

Читайте также  Как самому постелить ламинат на бетонный пол

Для зданий без кранов колонны имеют постоянное сечение по всей высоте. Высота сечения 400 – 630 мм.

Для зданий с опорными кранами высотой 8,4 — 9,6 м высота двутавра принимается 630 мм. К колонне приварена консоль для опирания подкрановой балки.

2. В зданиях высотой 10,8 – 18,0 м устанавливают двухветвевые колонны ступенчатого очертания. Колонна состоит из надкрановой и подкрановой частей. Соединение этих частей выполняется на заводе или на стройплощадке. Надкрановая часть – сварной двутавр. Подкрановая часть – две ветви из двутавра, соединяются между собой решеткой из уголков. Ветви подкрановой части соединяются с надкрановой с помощью металлической пластины – траверсы.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: