Современные технологии малоэтажных строений
Покупка
Авторы:
Сафин Рушан Гареевич, Зиатдинова Диляра Фариловна, Зиатдинов Радис Решидович, Арсланова Гульшат Ринатовна, Хабибуллина Альмира Режеповна
Год издания: 2019
Кол-во страниц: 112
Дополнительно
Вид издания:
Учебно-методическая литература
Уровень образования:
ВО - Бакалавриат
ISBN: 978-5-7882-2666-8
Артикул: 789830.01.99
Доступ онлайн
В корзину
Рассмотрены методики проектирования и строительства зданий и сооружений различного назначения. Представлены лабораторные работы в соответствии с программой дисциплины.
Предназначено для бакалавров и магистров очной формы обучения направлений подготовки 15.03.02, 15.04.02 «Технологические машины и оборудование» и 35.03.02, 35.04.02 «Технология лесозаготовительных и деревопе-рерабатываюших производств», а также для научных работников, аспирантов и специалистов лесной промышленности.
Подготовлено на кафедре «Переработка древесных материалов».
Тематика:
ББК:
УДК:
ОКСО:
- ВО - Бакалавриат
- 15.03.02: Технологические машины и оборудование
- 35.03.02: Технология лесозаготовительных и деревоперерабатывающих производств
- ВО - Магистратура
- 15.04.02: Технологические машины и оборудование
- 35.04.02: Технология лесозаготовительных и деревоперерабатывающих производств
ГРНТИ:
Скопировать запись
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов.
Для полноценной работы с документом, пожалуйста, перейдите в
ридер.
Министерство науки и высшего образования Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Казанский национальный исследовательский технологический университет» СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ МАЛОЭТАЖНЫХ СТРОЕНИЙ Учебно-методическое пособие Казань Издательство КНИТУ 2019
УДК 728(075) ББК 38.711я7 С56 Печатается по решению редакционно-издательского совета Казанского национального исследовательского технологического университета Рецензенты: директор ООО «НТЦ ГринТекст» канд. техн. наук Д. Б. Просвирников директор ООО «Научно-технический центр по разработке технологии и оборудования» А. И. Заляев С56 Авторы: Р. Г. Сафин, Д. Ф. Зиатдинова, Р. Р. Зиатдинов, Г. Р. Арсланова, А. Р. Хабибуллина Современные технологии малоэтажных строений : учебно-методи- ческое пособие / Р. Г. Сафин [и др.]; Минобрнауки России, Казан. нац. исслед. технол. ун-т. – Казань : Изд-во КНИТУ, 2019. – 112 с. ISBN 978-5-7882-2666-8 Рассмотрены методики проектирования и строительства зданий и со- оружений различного назначения. Представлены лабораторные работы в соот- ветствии с программой дисциплины. Предназначено для бакалавров и магистров очной формы обучения направлений подготовки 15.03.02, 15.04.02 «Технологические машины и обо- рудование» и 35.03.02, 35.04.02 «Технология лесозаготовительных и деревопе- рерабатывающих производств», а также для научных работников, аспирантов и специалистов лесной промышленности. Подготовлено на кафедре «Переработка древесных материалов». ISBN 978-5-7882-2666-8 © Сафин Р. Г., Зиатдинова Д. Ф., Зиатдинов Р. Р., Арсланова Г. Р., Хабибуллина А. Р., 2019 © Казанский национальный исследовательский технологический университет, 2019 УДК 728(075) ББК 38.711я7
ВВЕДЕНИЕ Экономические, политические и социальные преобразования России оказали большое влияние на объемы, практику и методику проектиро- вания и строительства зданий и сооружений различного назначения. Проектирование – это сложный творческий процесс, предусмат- ривающий разработку комплексной технической документации, кото- рая входит в состав любого проекта. В строительстве диапазоны про- ектных работ чрезвычайно широки – от разработки проектов для строи- тельства небольших зданий или их конструктивных элементов, различ- ного оборудования, коммуникаций до проектов теплоцентралей, промышленных предприятий, аэродромов, портов, железных и автомобильных дорог, гидроэлектростанций, крупнейших городов и др. Строительство как жилых, так и промышленных объектов ведут по типовым проектам с широким использованием сборных элементов конструкций. На основе научных разработок были утверждены для обязательного применения строительные нормы и правила (СНиП) – свод основных нормативных требований и положений, регламентирующих проектирование, производство строительных материалов и конструкций, а также строительство во всех отраслях. Кроме СНиПов по отдельным вопросам проектирования и строительства, действуют также различные инструкции и нормы. В проектировании и строительстве современных промышленных предприятий активно участвуют архитекторы, инженеры-технологи, инженеры-строители, механики, электрики, санитарные техники, транспортники, светотехники, акустики, врачи, социологи, экономисты, художники и другие специалисты. Поэтому подготовка технологов деревообработки включает изучение дисциплины «Основы строительного дела», цель которой – подготовка специалистов широкого профиля, имеющих необходимые знания в области строительных материалов и способных творчески решать задачи проектирования деревообрабатывающих предприятий. Изучение дисциплины поможет студентам в выполнении курсовых и дипломных проектов.
1. КАРКАСЫ ОДНОЭТАЖНЫХ ЗДАНИЙ ЛЕСОЗАГОТОВИТЕЛЬНЫХ И ДЕРЕВОПЕРЕРАБАТЫВАЮЩИХ ПРОИЗВОДСТВ 1.1. Каркас промышленных зданий Для большинства промышленных зданий характерна каркасная конструктивная схема с поперечными или продольными рамами. При такой схеме жесткость и устойчивость конструкции обеспечивается рамами, которые образованы жестко заделанными в фундаменте колоннами и горизонтальными несущими элементами – ригелями. Устойчивость здания в продольном направлении обеспечивается совместной работой колонн, плит покрытия, фундаментных и подкрановых балок, подстропильных конструкций. Конструктивная схема с продольными рамами состоит из колонн и продольных элементов – подстропильных конструкций, подкрановых балок, связей, обеспечивающих продольную устойчивость здания. В поперечном направлении устойчивость обеспечивает совместная работа колонн и элементов покрытия. Элементы каркаса подвергаются комплексу силовых и несиловых воздействий. Силовые воздействия возникают от постоянных и временных нагрузок. К постоянным нагрузкам относят массу всех частей здания, массу и давление грунта (насыпей и засыпок), горное давление. Временные нагрузки могут быть длительными и кратковременными. К длительным нагрузкам относят нагрузки от подвесных и мостовых кранов, массы стационарного оборудования, складируемых материалов, снега. Кратковременными считаются нагрузки от оборудования, работающего в нестационарном режиме, массы людей, ремонтных материалов в зонах обслуживания и ремонта, подвижного транспортного оборудования, ветра, гололеда и др. Несиловые воздействия также разнообразны. К ним относят воздействие температуры, влаги воздуха и грунтовой влаги, осадков, солнечного излучения, агрессивных химических веществ, шума и др. При проектировании зданий следует учитывать влияние всех этих факторов как по отдельности, так и в наиболее неблагоприятных соче- таниях. Типовым решением одноэтажных зданий является применение поперечных рам с шарнирным соединением ригелей и колонн. Это поз- воляет осуществлять независимую типизацию ригелей и колонн, так
как в этом случае нагрузка, приложенная к одному из элементов, не вызывает изгибающего момента в другом. Кроме того, достигается высокая степень универсальности элемен- тов каркаса, появляется возможность их использования для различных решений и типов несущих элементов покрытия. Шарнирное соедине- ние колонн и ригелей конструктивно значительно проще жесткого, так как облегчается изготовление и монтаж конструкций. Наиболее часто производственные здания строят с использованием габаритных схем, приведенных в табл. 1.1. Таблица 1.1 Наиболее используемые габаритные схемы одноэтажных промышленных зданий Тип здания Высота здания от уровня пола до низа несущих конструкций покрытия Шаг ко- лонн, м Пролеты для зданий, м с опорными мостовыми кранами с подвесными кранами и без кранов 12 18 24 30 36 9 12 18 24 30 36 Одно- и много- пролет- ные 2,4; 2,7; 3,0; 3,3; 3,6; 4,2 3 и 6 – – – – – + + + – – – 4,8; 5,4; 6,0; 6,6; 7,2 6 – – – – – + + + + + + 12 – – – – – – – + + + + 8,4; 9,0; 9,6 6 + + + – – – + + + + + 10,2; 10,8 12 – + + + + – – + + + + Много- пролет- ные 11,4; 12,0; 12,6; 13,2; 13,8; 14,4 6 и 12 – – + + + – – + + + + 15,0; 15,6; 16,2; 16,8; 17,4; 18,0 6 и 12 – – + + + – – – + + + 1.1.1 Выбор материалов для каркасов Каркасы одноэтажных промышленных зданий монтируют преи- мущественно из сборного железобетона и стали, значительно реже – из монолитного железобетона, кирпича, алюминия, древесины и пласт-
масс. При выборе материала для элементов каркаса необходимо учиты- вать следующие условия: размеры пролетов и шага колонн, высоту здания, величину и характер действующих на каркас нагрузок, пара- метры воздушной среды производства, наличие тех или иных агрессив- ных факторов, требования огнестойкости, долговечности и технико- экономические предпосылки. Кратко рассмотрим положительные и от- рицательные стороны конструкций из различных материалов. Железобетонные конструкции. Характеризуются долговечностью, несгораемостью, незначительными деформациями, позволяют эконо- мить сталь и требуют небольших затрат на уход в процессе эксплуата- ции. Недостатками железобетонных конструкций являются большая их масса, значительная трудоемкость стыковки соединений при сборном железобетоне, зависимость возведения каркаса из монолитного железо- бетона от сезона, сложность работ по усилению конструкций, высокая стоимость перестройки и разборки. Путем предварительного напряже- ния высокопрочных бетонов и арматуры в последние годы удалось увеличить несущую способность, понизить собственную массу и рас- ширить область применения железобетонных конструкций. Стальные конструкции. Характеризуются относительно малой массой при большой несущей способности, высокой индустриально- стью и малой трудоемкостью монтажа. Сталь отличается большим по- стоянством свойств, почти одинаковыми значениями расчетных сопро- тивлений на растяжение и сжатие, однородностью и надежностью. По- этому несущая способность стальных конструкций наиболее опреде- ленна. К недостаткам стальных конструкций относятся подверженность коррозии и снижение несущей способности под воздействием высокой температуры. Вследствие большой потребности в стали во всех обла- стях народного хозяйства применение ее в строительстве ограничено. Алюминиевые конструкции. Имеют малую массу и высокую несущую способность, стойки к коррозии; при работе в условиях агрессивной среды их не требуется покрывать защитной покраской; по сравнению со стальными они менее хрупки при низких температурах, обладают хорошими эстетическими качествами и не образуют искр при ударе по ним твердыми предметами. Отрицательные свойства алюминиевых конструкций: пониженная жаропрочность, высокий коэффициент линейного расширения и трудоемкость осуществления соединений. Деревянные конструкции. Малопригодны для зданий с крановым оборудованием (за исключением несущих конструкций покрытия), так как они возгораемы, имеют ограниченную долговечность и значитель-
ную деформативность под действием нагрузок и в результате усушки или разбухания древесины. Однако малая собственная масса древесины, стойкость ее против воздействия многих кислот и газов, ничтожный коэффициент температурного расширения позволяют считать деревянные конструкции для некоторых зданий весьма эффективными. Каменные конструкции. Для несущих элементов применяют редко, главным образом в мелкопролетных зданиях без мостовых кранов. К преимуществам каменных конструкций относят долговечность, огнестойкость и распространенность исходных материалов; к недостаткам – неиндустриальность в строительстве, тяжелые условия возведения в зимнее время. Пластмассовые несущие конструкции. Пока мало распространены, их применяют главным образом в ограждениях зданий. Преимуществами конструкций из пластмасс являются легкость, высокая инду- стриальность и коррозионная стойкость, к недостаткам – деформатив- ность и невысокая огнестойкость. При преимущественном применении в промышленном строительстве железобетона и стали возможны три варианта выполнения несущего каркаса: полностью железобетонный, полностью стальной, смешанный ( колонны железобетонные, фермы или балки стальные или деревянные). Вариант каркаса выбирают с учетом параметров пролетов, вида и грузоподъемности внутрицехового транспорта, степени агрессивности среды производства, противопожарных требований, технико- экономических показателей и других факторов. Здания с неполным каркасом в промышленности строят редко. 1.1.2. Железобетонный каркас одноэтажных зданий Устройство железобетонного каркаса по сравнению со стальным позволяет экономить до 50–60 стали, вследствие чего в отечественном строительстве преимущественно распространены каркасы из сборного железобетона. Сборный железобетонный каркас одноэтажных зданий образуют поперечные рамы, раскрепленные связями. Рамы состоят из колонн, жестко соединенных с фундаментами, и стропильных конструкций, шарнирно опирающихся на колонны. Кроме того, железобетонный каркас одноэтажного здания включает фундаментные, подкрановые и обвязочные балки, подстропильные конструкции и связи (рис. 1.1).
Рис. 1.1. Железобетонный каркас одноэтажного здания: 1 – фундамент; 2 – колонна; 3 – подстропильная ферма; 4 – стропильная ферма; 5 – светоаэрационный фонарь; 6 – плита покрытия; 7 – утеплитель по пароизоляции; 8 – выравнивающий слой; 9 – кровельный ковер; 10 – воронка внутреннего водостока; 11 – стеновая панель; 12 – ленточное остекление; 13 – крановый рельс; 14 – подкрановая балка; 15 – связи; 16 – фундаментная балка; 17 – отмостка
1.2. Фундаменты По экономическим соображениям фундаменты небольших и сред- них размеров, а также облегченные фундаменты целесообразно выпол- нять сборными. Такие фундаменты перевозят и монтируют обычными кранами. Под колонны каркаса предусматривают отдельные фундаменты с подколенниками стаканного типа, а стены опирают на фундаментные балки. Ленточные фундаменты под ряды колонн или сплошные под здания встраивают редко – на слабых или просадочных грунтах и при больших ударных воздействиях на грунт технологического оборудова- ния (рис. 1.2а). В зависимости от величины нагрузки на колонны, ее сечения и глу- бины заложения подошвы фундаментов предусмотрено несколько ти- поразмеров. Высота фундаментных блоков 1,5 и от 1,8 до 4,2 м с града- цией через 0,6 м; размеры подошвы в плане от 1,5×1,5 до 6,6×7,2 м с модулем 0,3 м; размеры подколенника в плане от 0,9×0,9 до 1,2×7,2 м с модулем 0,3 м. Глубина стакана принята 0,8; 0,9; 0,95 и 1,25 м, а высота ступеней – 0,3 и 0,45 м. Сборные фундаменты могут состоять из одного блока (подколенни- ка со стаканом) или быть составными из подколенника и опорной фун- даментной плиты (рис. 1.2б). Подколенник устанавливают на плиту по слою цементно-песчаного раствора. При действии на фундамент изги- бающего момента соединение подколенника с плитой усиливают свар- кой закладных элементов, места сварки заделывают бетоном. Площадь подошвы составных фундаментов может быть доведена до 27 м2. Фундаменты с подколенниками пенькового типа предназначены под железобетонные колонны большого сечения или под стальные колонны (рис. 1.2е). Пенек, являющийся элементом колонны, устанавливают в период работ нулевого цикла. Пенек с фундаментом и колонну с пень- ком соединяют сваркой выпусков арматуры и бетоном. В случаях зале- гания у поверхности земли слабых грунтов и близкого расположения уровня грунтовых вод под колонны промышленных зданий целесооб- разнее применять свайные фундаменты. Широко распространены желе- зобетонные сваи, имеющие квадратное или круглое (полое) сечение. Головные части свай связывают монолитным или сборным
Рис. 1.2. Фундаменты под колонны промышленных зданий: а – монолитный; б – сборный составной; в – свайный: 1 – ростверк; 2 – свая; г – сборный ребристый; д – сборный пустотелый; е – с подлокотником пенькового типа железобетонным ростверком, который служит одновременно подко- ленником (рис. 1.2в). При возведении свайных фундаментов вместо обычных значительно уменьшается объем земляных работ, снижается расход материалов, допускается меньшая глубина заложения фунда- ментов под оборудование (она зачастую обусловлена наличием насып- ного грунта от обратной засыпки котлованов фундаментов). Размеры стакана в плане делают больше, чем сечение колонн: по- верху – на 150 мм и понизу – на 100 мм. Днище стакана располагают на 50 мм ниже отметки пяты колонны. Проектное положение низа колон- ны фиксируют слоем бетона, укладываемого на дно стакана. Зазоры между стенками стакана и поверхностью колонны заполняют бетоном на мелком гравии. В целях сокращения числа типоразмеров колонн верх фундаментов, независимо от глубины заложения подошвы, следует располагать на б д
Доступ онлайн
В корзину