Текстовые фрагменты публикации
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов.
Для полноценной работы с документом, пожалуйста, перейдите в
ридер.
А. П. Хинканин Л. А. Хинканин
МНОГОЭТАЖНЫЕ ПРОМЫШЛЕННЫЕ
ЗДАНИЯ В ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ
КОНСТРУКЦИЯХ
Учебное пособие
Йошкар-Ола
ПГТУ
2016
УДК 725.4
ББК 38.72
Х 47
Рецензенты:
кандидат технических наук, доцент, заведующий кафедрой
«Строительные конструкции и водоснабжение» ПГТУ В. М. Поздеев;
доктор технических наук, профессор кафедры
«Строительные конструкции и водоснабжение» ПГТУ А. Г. Поздеев
Печатается по решению
редакционно-издательского совета ПГТУ
Хинканин, А. П.
Многоэтажные промышленные здания в железобетонных конструкциях:
учебное пособие / А. П. Хинканин, Л. А Хинканин. –
Йошкар-Ола: Поволжский государственный технологический университет,
2016. – 68 с.
ISBN 978-5-8158-1722-7
В учебном пособии представлены основные сведения по дисциплинам
«Архитектурно-конструкционное проектирование промышленных зданий», «
Архитектура гражданских и промышленных зданий».
Для студентов направления 08.03.01 (270800.62) «Строительство» и
специальности 08.05.01 (271101.65) «Строительство уникальных зданий и
сооружений».
УДК 725.4
ББК 38.72
ISBN 978-5-8158-1722-7 © Хинканин А. П., Хинканин Л. А., 2016
© Поволжский государственный
технологический университет, 2016
Х 47
ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение ...................................................................................................... 5
Р а з д е л 1
МНОГОЭТАЖНЫЕ ЗДАНИЯ С БЕЗБАЛОЧНЫМИ
ПЕРЕКРЫТИЯМИ, ВОЗВОДИМЫЕ ПО СЕРИИ 1.420.1-25 ................. 8
1.1. Общие сведения, габаритные схемы
и конструктивные решения зданий .................................................... 8
1.2. Колонны основного каркаса и стойки фахверка ........................ 9
1.3. Плиты перекрытия ..................................................................... 10
1.4. Лестницы и лифты ..................................................................... 17
1.5. Наружные стены ........................................................................ 20
Контрольные вопросы ............................................................................. 23
Р а з д е л 2
МНОГОЭТАЖНЫЕ ЗДАНИЯ С БАЛОЧНЫМИ
ПЕРЕКРЫТИЯМИ, ВОЗВОДИМЫЕ
ПО СЕРИИ 1.420-12 ................................................................................ 24
2.1. Общие сведения, габаритные схемы
и конструктивные решения зданий ................................................. 24
2.2. Колонны основного каркаса, стойки фахверка и связи .......... 31
2.3. Ригели поперечных и продольных рам .................................... 33
2.4. Плиты перекрытий и покрытий ................................................ 34
2.5. Лестницы и лифты ..................................................................... 36
2.6. Стеновые панели........................................................................ 39
Контрольные вопросы ............................................................................. 40
Р а з д е л 3
МНОГОЭТАЖНЫЕ ЗДАНИЯ С БАЛОЧНЫМИ
ПЕРЕКРЫТИЯМИ, ВОЗВОДИМЫЕ ПО СЕРИИ 1.020 ...................... 41
3.1. Общие сведения, габаритные схемы и конструктивные
решения зданий, возводимых по серии 1.020 ................................ 41
3.2 . Колонны ..................................................................................... 42
3.3. Ригели ......................................................................................... 46
3.4. Диафрагмы жесткости ............................................................... 48
3.5. Плиты перекрытия ..................................................................... 55
3.6. Лестницы .................................................................................... 56
3.7. Стены .......................................................................................... 61
Контрольные вопросы ............................................................................. 63
Заключение ............................................................................................... 64
Список литературы .................................................................................. 65
ВВЕДЕНИЕ
Железобетон как конструктивный материал в том виде, как мы его
представляем – бетонный камень, армированный стальным каркасом, появился
в середине XIX в. [1]. Уже в 1887 г. был предложен метод расчета
плоских железобетонных плит. С 1892 г. внедряются ребристые железобетонные
плиты. Начиная с 1902 г. железобетонные конструкции начинают
использовать в России – при строительстве мостов и путепроводов,
водонапорных башен и покрытий железнодорожных депо. В это же время
во Франции появляются колонны с армированием наружного контура.
В первой половине ХХ в. применение сборного железобетона в строительстве
промышленных зданий в СССР было незначительным. В основном
строительство велось с применением сборных железобетонных
конструкций, изготавливаемых индивидуально для определенного здания.
Большая часть многоэтажных промышленных зданий была ограничена
2-3 этажами. При этом по условиям обеспечения естественного
освещения ширина здания ограничивалась 15-20 м. Величина пролетов
колебалась в пределах 5-8 м, а высоты этажей колебались в пределах 4-5
м [2, 3]. Таким образом, ширина корпуса многоэтажных зданий в то
время колебалась в пределах 15-21 м. Лестничные клетки вписывали, как
правило, в планировочную ячейку 6×6 м. Полезная нагрузка на перекрытия
достигала 400 кгс/м2. Само перекрытие выполняли в виде сборного
П-образного настила высотой 300 мм. Колонны изготавливали разрезные
(на этаж) прямоугольного и двутаврового сечения.
В 1934 г. Совет Народных Комисаров СССР утвердил типологический
ряд промышленных предприятий, который объединял 57 видов производств [
4]. В 1937 г. были приняты «Единые нормы строительного проектирования» (
ОСТ 4508-4515).
В послевоенный период начинается бурное развитие строительства из
сборного железобетона. Страна восстанавливает разрушенное хозяйство,
появляются новые виды промышленного производства. Возросла значимость
межотраслевой унификации промышленных зданий. Работы, проводимые
в этом направлении, позволили многократно уменьшить количество
типоразмеров пролетов и высот. В 1955 г. были приняты «Основные
положения по унификации конструкций производственных зданий».
В 1957 г. принят «Каталог унифицированных изделий и конструкций для
промышленного строительства», а в 1959 г. – каталог унифицированных
железобетонных изделий многоэтажных промышленных зданий [5].
Многоэтажные промышленные здания периода 1930-1940 гг.:
а, б, в, г – поперечные разрезы; д, е – сетка колонн (по данным Л. А. Серк [2])
а
б
в
г
д
е
В настоящее время строительство промышленных многоэтажных зданий
с применением сборного железобетона продолжает развиваться [6-8].
В зависимости от степени участия вертикальных и горизонтальных
несущих конструкций в восприятии сдвигающих нагрузок, действующих
на здание, различают связевые, рамно-связевые и рамные каркасы.
В связевых каркасах принят шарнирный узел опирания ригелей на
консоли колонн. В этой связи рамы каркаса рассчитывают только на вертикальные
нагрузки. Горизонтальные нагрузки передают на вертикальные
связи, установленные в продольном и поперечном направлениях.
Рамный каркас образован отдельно стоящими стойками, которые связаны
между собой ригелями, расположенными вдоль и поперек корпуса
здания. В рамных каркасах все вертикальные и горизонтальные нагрузки
воспринимаются рамами, в которых колонны и ригели жестко связаны.
Рамно-связевый каркас образован жесткими поперечными рамами и
вертикальными связями, установленными в продольном направлении.
Рамно-связевый каркас характеризуется тем, что горизонтальные
нагрузки воспринимаются как вертикальными связями, так и рамами,
пропорционально их жесткостям.
Кроме того, по способу возведения принято различать сборные, монолитные
и сборно-монолитные каркасы.
В процессе обучения студенты строительных направлений сталкиваются
с проблемой поиска и освоения огромного объема профильной информации.
Каждая типовая серия объединяет десятки альбомов, регламентирующих
разработку архитектурно-строительной части проектов.
Целью представленного пособия является изложение основных,
принципиальных решений нескольких типовых серий многоэтажных
промышленных зданий, возводимых в сборных железобетонных конструкциях
с балочными перекрытиями по сериям 1.420-12 и 1.020 и без-
балочными перекрытиями по серии 1.420-25.
Данное пособие продолжает серию изданий, подготовленных преподавателями
кафедры «Проектирование зданий» Поволжского государственного
технологического университета. Ранее были изданы пособия
по многоэтажным жилым зданиям, проектируемым и возводимым в
сборно-монолитном каркасе [9, 10].
РАЗДЕЛ 1
МНОГОЭТАЖНЫЕ ЗДАНИЯ С БЕЗБАЛОЧНЫМИ
ПЕРЕКРЫТИЯМИ, ВОЗВОДИМЫЕ ПО СЕРИИ 1.420.1-25
1.1. Общие сведения, габаритные схемы
и конструктивные решения зданий
В основе положений, принятых при разработке серии 1.420.1-25,
заложены технические решения, предложенные двадцатью годами
ранее в серии 1.420.1-14 [11]. Здания, возводимые по серии 1.420.1-25
[12], изначально предназначались для организации в них перерабатывающих
предприятий агропромышленного комплекса (мясокомбинатов,
молокозаводов, холодильников).
Железобетонные конструкции этой серии должны применяться в
неагрессивной и слабоагрессивных средах. Междуэтажные перекрытия
этих зданий предполагают использование напольного транспорта
(электропогрузчиков) грузоподъемностью до 2 т. Полы, устраиваемые
по перекрытиям, имеют толщину 200 мм. Здания возводят с бес-
чердачным покрытием. Основные конструктивные характеристики
зданий, возводимых с применением этого типового каркаса, приведены
в табл. 1.1.
Привязка колонн крайних и средних рядов – осевая. Привязка стен
к осям 620 или 1510 мм – в зависимости от типа применяемых капителей (
нормальной или укороченной длины). Температурно-деформационные
швы решаются на двух осях с расстоянием между ними равным
3020 мм.
Конструктивное решение зданий, возводимых по этой серии, –
рамное. Устойчивость каркаса в продольном и поперечном направлениях
обеспечивается посредством устройства жестких стыков вертикальных
и горизонтальных несущих конструкций. На гранях сопрягаемых
конструкций имеются пазы, которые по окончании сварки арматурных
выпусков, накладок и закладных изделий замоноличивают.
Бетонные шпонки, образующиеся в результате этого замоноличива-
ния, в сочетании со сварными соединениями воспринимают все эксплуатационные
нагрузки.
Монтаж перекрытий ведется поэтажно. Устройство перекрытий
следующего яруса производится по окончании монтажа нижележащих
конструкций, их сварных соединений и замоноличивания швов и
достижении бетоном не менее 70 % проектной прочности в летнее
время и 100 % – в зимнее.
Таблица 1.1
Основные данные каркасов по серии 1.420.1-25
Характеристики
Сетка колонн, м.
6 × 6
9 × 6
Количество надземных этажей, шт.
3-5
3, 4
Количество пролетов, шт.
3 и более
2 и более
Высота подвала при его наличии, м
3,6
нет
нет
Высота надземных этажей, м
4,8
4,8
4,8
6,0
4,8
4,8 6,0 6,0
Высота первого этажа, м
4,8
6,0
4,8
6,0
4,8
4,8 4,8 6,0
Высота последнего этажа, м
4,8
4,8
6,0
6,0
4,8
6,0 4,8 6,0
Нормативные временные длительные
нагрузки на перекрытия, кПа
5, 10, 15, 25, 30
5, 10, 15, 20
Пример расположения элементов каркаса в плане и в разрезе,
устройства лестничных клеток и лифтов представлен на рис. 1.1 и 1.2.
1.2. Колонны основного каркаса и стойки фахверка
Вертикальные несущие конструкции решены в виде колонн квадратного
сечения (без консолей) с размерами сторон 450×450 мм. Колонны [
13] имеют разрезку на 1, 2 и 3 этажа. Типы колонн представлены
на рис. 1.3 и 1.4, а их номенклатура и размеры в табл. 1.2. В зависимости
от нагрузок, воспринимаемых колоннами, при их изготовлении
применяют бетоны классов В15…В45. Колонны жестко заделывают
в стаканы фундаментов на глубину 700 мм. Отметка верха
стакана принята равной -0,150 м для зданий без подвала (с полами по
грунту). В зданиях с подвалом отметка верха стакана принята равной
-3,750 м. В местах опирания капителей в теле колонны имеются пазы
и закладные детали, к которым приваривают опорные столики. Капители
монтируют на опорные столики в соответствии с рис. 1.5. Далее
производят сварку стальных элементов. Бетонирование профилированных
швов между капителью и колонной осуществляют по окончании
монтажа перекрытий. Швы заполняют мелкозернистым бетоном
класса В22,5. Огнестойкость колонн – 3 часа.
Стальные стойки фахверка, предназначенные для устройства
наружных ограждений, имеют прямоугольное сечение. Сечение стоек
фахверка подбирают в зависимости от массы стеновых панелей
(сэндвич-панели или бетонные панели). Стойки фахверка выполняют
неразрезными (на всю высоту здания) при их расположении у плит
капителей нормальной длины (марки КТ). Стойки раскрепляют поэтажно (
снижая их гибкость), приваривая их к закладным изделиям
капителей. При применении укороченных капителей КТК стойки
фахверка выполняют разрезными, опирая их на плиты капителей
снизу и фиксируя к верху колонны основного каркаса под капителью,
расположенной сверху.
1.3. Плиты перекрытия
Серией предусмотрено устройство перекрытий с применением
трех основных типов плит: капителей, межколонных и пролетных
плит [14-16].
Межколонные плиты рассчитаны как элементы ригелей перекрестных
рам с жесткими узлами сопряжения с капителями колонн.
Пролетные плиты запроектированы как неразрезные балки, упруго
опертые на межколонные плиты.
В зданиях с сеткой колонн каркаса 6×6 м номинальные размеры
плит в плане 3×3 м при их толщине 160 мм. В зданиях с сеткой колонн
каркаса 9×6 м номинальные размеры плит в плане 3×3 и 3×6 м при их
толщине 180 мм. Высота плит капителей – 600 мм. В зависимости от
пролета плит и нагрузки, воспринимаемой этими плитами, применяются
бетоны классов В20… В35.
Рис. 1.1. Схема расположения элементов каркаса и устройства лестничных клеток и лифтов (пример):
КТ1 – плита капители; МП1 и МП2 – межколонные плиты; ПП1 – пролетные плиты
Рис. 1.2. Пример расположения элементов каркаса в поперечном разрезе
