Одноэтажные промышленные здания из сборного железобетона

Аннотация. В статье рассматриваются вопросы применения сборных железобетонных конструкций в строительстве, основные плюсы и минусы, а также виды и размеры типовых конструкций из сборного железобетона.

Ключевые слова: Строительство, промышленные здания, железобетон, каркасные здания, стропильные конструкции, подстропильные конструкции

Строительство —  довольно сложный и долговременный процесс. Есть очень большое количество методик, материалов и техник, которые используютcя в этом виде работ. Они отличаются в зависимости от того, будет ли сооружение жилым помещением, или зданием для промышленных целей. Среди них – применение каркаса из сборного железобетона. Это не новый и весьма распространенный вид строительства, который часто применяют для сооружения многоэтажных конструкций. Правильная техника строительства и качественные стройматериалы обеспечивают максимально возможную стойкость. Прочность и надежность таких строений доказана годами и десятилетиями.

В основных случаях строительные конструкции одноэтажных и многоэтажных производственных зданий и сооружений выполняют в каркасной конструктивной схемe.

Несущим основанием для одноэтажных зданий из железобетонного каркаса являютcя поперечные рамы и связывающие их продольные элементы.

Продольные элементы основания каркасной системы включают в себя фундаментные, обвязочные и подкрановые балки, несущие конструкции ограждающей части покрытия и горизонтальные связи.

Поперечные рамы каркаса выполнены из стоек, которые жестко заделаны в фундамент и ригеля (фeрм или балок), которые опираются на эти колонны-стойки.

Конструкции одноэтажных производственных зданий и сооружений обязаны соответствовать своему функциональному назначению; иметь довольно хорошие прочностные характеристики и хорошую долговечность; быть достаточно простыми в изготовлении, монтаже и в период эксплуатации здания или сооружения; иметь относительно легкий вес и быть экономичными и иметь хорошие эстетические качества.

Требования, которые предъявляют к конструкциям производственных зданий, часто могут быть противоречивыми и для удовлетворения их часто применяют оптимизацию этих требований или приходят к более предпочтительному выбору отдельных решений в зависимости от более главных в конкретном случае критериев.

Железобетонные конструкции производственных зданий имеют следующие плюсы: высокая огнестойкость и влагостойкость, достаточно небольшой расход стали, наличие большой базы индустрии строительства, возможность применения материалов для заполнителей бетона местного изготовления, возможность получения многочисленных форм, возможность уменьшения веса конструкций в результате применения легких заполнителей.

К минусам железобетонных конструкций отнесем: не очень хорошую ремонтопригодность, большой вес, достаточно малую стойкость к щелочам и кислотам, сложность устройства стыков при применении сборных элементов.

В массовом промышленном строительстве в последние дни очень широко используются сборные железобетонные конструкции. В данный момент времени сильно увеличилось использование металлических конструкций и монолитного железобетона. Это можно объяснить, как общим уменьшением объема промышленного строительства, так и увеличение доли сравнительно небольших зданий. При этом предпочтение отдают быстромонтируемым и сборно-разборным зданиям из металлического каркаса или монолитным железобетонным промышленным зданиям нетиповых архитектурных и конструктивных решений.

Железобетонные колонны-стойки каркаса – это вертикальные элементы, которые служат для опирания несущих элементов покрытия, принятия крановых и технологических нагрузок и нагрузки от стен.

Колонны имеют классификацию: по назначению, по расположению в здании, по прикладываемой нагрузке и по конструкции. Высотой колонны считается отметка низа несущей конструкции.

Шаг крайних колонн зданий принимается 6 или 12 метров, шаг средних– 6, 12 или 18 метров.

Шаг колонн связан с шагом конструкций покрытия. Если шаг крайних колонн равен – 6 метров, а шаг средних – 12 метров, то применяют подстропильные конструкции. Высота колонн из железобетона и их градация по высоте кратна укрупненному модулю – 600 мм.

По назначению различают несущие колонны каркаса и фахверковые; по расположению колонны классифицируются на крайние, средние и торцевые; по нагрузке – на крановые и бескрановые и по конструкции – на сплошные (одноветвевые) и двухветвевые.

Для зданий без мостовых кранов колонны по всей высоте имеют одинаковый размер их квадратного или прямоугольного сечения. Высота этих колонн равна 7,2- 14,4 метров; размер сечения измеряется от 400х400 до 400х800 мм.

Для строений с мостовыми кранами колонны имеют прямоугольные или двухветвевые сечения. Данные колонны имеют 2 главные части – развитую по сечению подкрановую часть и более тонкую надкрановую. Высота таких колонн находится в пределах от 8,4 до 18,0 метров при сечениях подкрановой (сплошной или сквозной) части от 400х600 мм до 600х1900 мм. Сечение надкрановой ветви применяют от 400х380 мм до 600х600 мм.

Соединение колонн из железобетона с фундаментами осуществляется с помощью жесткого сопряжения. Колонны устанавливают в специальные стаканы (гнёзда) и швы замоноличиваются бетоном.

Основания зданий и сооружений могут быть выполнены в виде монолитных и сборных. Сборные фундаменты выполняют из подколонника и одной или нескольких плит. Фундаменты имеют сечение в виде квадрата или прямоугольника. Глубина заложения фундаментов  напрямую зависит от технологических требований, механических свойств грунта, глубины промерзания и нагрузки на основание фундамента.

Фундаментные балки применяют для опирания на них самонесущих конструкций стен здания. Эти балки передают нагрузки от стен на фундаменты и располагаются на специальные опорные столбы на обрезе фундаментов. Сечение фундаментных балок напрямую зависит от шага колонн, которому соответствует шаг фундаментов. Для шага 6 метров их высота равна 300 – 450 мм, а для шага 12м 400 – 600 мм. Сечения сборных фундаментных балок может быть тавровым и в виде трапеции.

В  случаях, когда шаг колонн каркаса больше, чем  шаг стропильных конструкций покрытия– балок или фeрм, они опираются на подстропильные балки или фермы. Подстропильные конструкции применяют в зданиях, где технологический процесс требует большого шага внутренних стоек. Подстропильные конструкции опираются на средние ряды колонн каркаса и располагаются вдоль здания. В перпендикулярном направлении на них опираются стропильные конструкции. Для уменьшения строительной высоты здания это опирание осуществляется на нижний пояс подстропильных конструкций.