Конструкции многоэтажных промышленных зданий

В многоэтажных промышленных зданиях размещаются производства с вертикальными технологическими процессами или со сравнительно небольшими габаритами и массой оборудования: химического, пищевой промышленности, приборостроения и т. п. К таким зданиям относятся также лабораторные и административно-бытовые корпуса предприятий различных отраслей промышленности. Доля многоэтажных промышленных зданий в общем объеме промышленных зданий составляет около 30 %. В последние годы наметилась тенденция к росту этого показателя.

Высоту промышленных зданий назначают по условиям технологического процесса и обычно принимают 3...7 этажей. Предполагается увеличение этажности до 8...10 и более. В соответствии с требованиями унификации высота этажа кратна 1,2 м. Ширина здания обычно составляет 12...60 м. Наиболее распространены сетки колонн 6×6, 9×6 и 12×6 м. Размеры сетки колонн назначаются с учетом временных нагрузок (10...30 кН/м²).

Пространственный каркас промышленных зданий решается по смешанной системе. Прочность и устойчивость каркаса в этом случае обеспечиваются в поперечном направлении рамой с жесткими узлами (рис. 12.5, а), в продольном — вертикальными стальными связями по колоннам, устраиваемыми в каждом продольном ряду или разреженно через ряд колонн и более (рис. 12.5, б). Если стальные связи по условиям технологии нежелательны, то для обеспечения устойчивости каркаса в продольном направлении возможно устройство «рамных устоев» (рис. 12.5, в) в одном или нескольких пролетах.

Многоэтажные сборные рамы членятся на отдельные элементы, которые соединяются путем жестких стыков. Наибольшее распространение получили сборные рамы со стыками ригелей и колонн, выполняемых на консолях (линейная разрезка). Возможны и иные решения (рис. 12.5, г, д); каждое из них имеет определенные достоинства и недостатки. В крестовой системе (рис. 12.5, г) стыки упрощаются за счет вынесения их в сечения с небольшими моментами. В конструкции, представленной на рис. 12,5, д, сокращается число типов элементов много-этажных рам. Однако оба последних решения менее выгодны с точки зрения изготовления и транспортировки. Применение их может оказаться целесообразным в сейсмических районах.

Рис. 12.5. Конструкции многоэтажных промышленных зданий:

1 — ригель поперечной рамы; 2 — плиты перекрытий; 3 — вертикальные про

дольние связи; 4 — продольные ригели, жестко связанные с колоннами; 5 — безраскосные фермы с параллельными поясами

●Колонны стыкуют через 1, 2, 3 и даже 4 этажа; последнее — экономичнее, поскольку сокращается количество стыков. В большинстве случаев стык колонн устраи­вают с плоскими торцами колонн и осуществляют путем ванной сварки выпусков продольной рабочей арматуры с последующим омоноличиванием (см. рис. 5.5, с). Возможно соединение арматуры и устройство стыков с помощью эпоксидных смол и т. д. Сечение колонн 400×400 и 600×400 мм. Бетон классов В20...В50.

●Панели ребристые предварительно напряженные шириной 1500 мм обычно применяют для междуэтажных перекрытий. Панели, укладываемые по осям колонн, служат распорками и передают продольные нагрузки на связи, а также обеспечивают продольную устойчивость рам при монтаже.

●Ригели бывают таврового и прямоугольного сечения, в первом случае панели опираются на полки, во втором — сверху ригеля (рис. 12.5, е, ж). Ригели для пролетов 6 м изготовляют из бетона классов В15...В25, для пролетов 9 м — из бетона классов В20...В30, а для пролетов 12 м — из бетона классов В30...В40. Ригели для пролетов 6 м изготовляют с ненапрягаемой и напрягаемой арматурой, а для пролетов 9...12 м — только с предварительно напряженной арматурой.

Если по условиям технологического процесса требуется большая сетка колонн, то здание проектируют с межферменными этажами (рис. 12.5, з). В этом случае безраскосные фермы жестко связывают с колоннами, и они работают как ригели многоэтажных рам. Межферменное пространство используют под производственные помещения.

Многоэтажные производственные здания с относительно небольшими полезными нагрузками (до 12,5 кН/м²) могут решаться по связевой системе в обоих направлениях с применением облегченных конструкций каркаса. Колонны в этом случае имеют сечение 400×400 мм. Ригели таврового сечения соединяют с колоннами с помощью скрытого стыка (см. рис. 9.4, в). Плиты перекрытий могут быть плоскими высотой сечения 220 мм или ребристыми h=300 мм. Пространственная жесткость таких зданий обеспечивается установкой на всех этажах вертикальных элементов — диафрагм из железобетонных панелей, стальных связей или однопролетных многоэтажных рам.

В многоэтажных производственных и складских зданиях холодильников, мясокомбинатов, молокозаводов, рыбоперерабатывающих заводов, а также гаражей и т. п., в которых предпочтительны перекрытия без пустот с гладкими потолками, широко применяют сборные безбалочные перекрытия (см. гл. 9).

При высоких полезных нагрузках 30...50 кН/м² применяют сборно-монолитные конструкции перекрытий.