Выбор несущих конструкций покрытий производственных зданий

 

Покрытие в системе конструкций производственного здания выполняет важнейшие функции. Оно определяет долговечность здания, характер внутреннего пространства и внешний облик здания.

Покрытия производственных зданий состоят из несущих и ограждающих конструкций. Их устраивают, как правило, бесчердачными. Несущие конструкции выполняют в виде ферм, балок, арок и рам, которые поддерживают ограждающую часть, придавая ей необходимые уклоны для соответствующих материалов кровли. Несущие элементы ограждающей части покрытия обеспечивают зданиям пространственную жесткость, а кровля защищает помещения от атмосферного воздействия.

В производственных унифицированных зданиях устраивают преимущественно плоские покрытия, поскольку они наиболее универсальны, просты по конструкции и надежны в эксплуатации. Пространственные покрытия отличаются высокой жесткостью, экономным расходом материалов, но сложны по конструкции и трудоемки при возведении.

В зависимости от профиля поперечного сечения покрытия делят на плоскостные (одно-, двух– и многоскатные, плоские; шедовые и криволинейные.

Односкатные покрытия устраивают редко, главным образом, в однопролетных зданиях шириной 9 – 12 м.

Двускатные - широко применяют в однопролетных зданиях любой ширины, а иногда и в многопролетных.

Многоскатные покрытия, как правило, устраивают в широких многопролетных зданиях, причем каждый пролет перекрывают двухскатным покрытием. Воду с многоскатных покрытий удаляют через систему внутреннего водостока.

Плоские покрытия – уклон кровли незначителен или отсутствует. Они не имеют разжелобков и ендов, что упрощает устройство кровли, но одновременно существует сложность удаления воды и снега.

Шедовые покрытия состоят из ряда ориентированных на северную сторону горизонта вертикальных или наклонных остекленных поверхностей. Они создают в помещениях хорошее естественное освещение.

Несущими конструкциями плоскостных покрытий, как правило, являются стропильные конструкции. Если шаг колонн превышает шаг стропильных конструкций, в состав элементов покрытия включают подстропильные конструкции, которые монтируют на колонны (в направлении шага колонн), а на них опирают стропильные конструкции.

Стропильные и подстропильные конструкции покрытий выполняют из железобетона, металла, древесины и комбинированными (металлодеревянными и сталежелезобетонными).

Стропильные балки применяют при устройстве односкатных, многоскатных и плоских покрытий зданий в пролетах от 6 до 18 м. При разработке курсового проекта следует руководствоваться требованиями ГОСТ 20372 – 90 «Балки стропильные и подстропильные. Технические условия». Согласно этим требованиям балки подразделяют на типы: БСП – балки стропильные с параллельными поясами; БСО – то же, односкатные; БСД – то же, двухскатные; БП – балки подстропильные (рис. 3.11; табл. 3.7).

Подстропильные балки применяют в покрытиях с балочными стропильными конструкциями, если их шаг принят 6 м, а шаг колонн 12 м (рис.3.12).

 

Таблица 3.7, а
	Основные размеры элементов балок типа БСП9 и БСП12
	Типоразмер балки Размер балки, мм b h h l БСП9         1БСП12         2БСП12
	Таблица 3.7, б
	Типоразмер балки Размеры элементов балок типаБСД12 Размер балки, мм a a a a a a h h 1БСД12                 2БСД12
	Таблица 3.7, в
	Размеры элементов балок типа БСД18
	Типоразмер балки Размер балки, мм l b h h h l 4БСД18             5БСД18             6БСД18             7БСД18
	Рис. 3.11. Железобетонные балки покрытий производственных зданий: а – балки типоразмеров БСП9, 1БСП12, 2БСП12; б – то же, 1БСО12; в – то же, 1БСД12, 2БСД12; г – то же, 4БСД18, 5БСД18, 6БСД18, 7БСД18

 

Рис. 3.12. Железобетонная подстропильная балка типа БП12.

 

Железобетонные стропильные фермы, изготовленные согласно требованиям ГОСТ 20213 – 89 «Фермы железобетонные. Технические условия», применяют для покрытия зданий и сооружений пролетами шириной 6, 9, 12, 18 и 24 м. Допускается изготовлять фермы, отличающиеся типами и размерами от приведенных в данном стандарте, по техническим условиям и соответствующим рабочим чертежам.

Стропильные фермы подразделяют на следующие типы:

- раскосные сегментные для покрытий со скатной кровлей – ФС (рис. 3.13, табл.3.8);

- безраскосные сегментные для покрытий со скатной и малоуклонной кровлей – ФБС и ФБМ (рис. 3.14, табл. 3.9, 3.10);

- безраскосные треугольные для покрытий со скатной кровлей – ФТ (рис. 3.15);

Для обеспечения нормального уклона рулонной кровли в крайних сегментных и арочных фермах и прилегающих к ним панелях предусматривают столбики для опирания панелей покрытия. Решетка ферм позволяет применять панели шириной 1500 и 3000 мм. Фермы укладывают через 6 и 12 м.

Наиболее рациональными являются сегментные и арочные фермы, имеющие ломанные и криволинейные верхние пояса. Арочные безраскосные фермы позволяют лучше использовать межферменное пространство.

 

Рис. 3.13. Железобетонные раскосные сегментные фермы типов ФС18 и ФС24 для покрытий со скатной кровлей

 

Таблица 3.8,

Размеры элементов ферм типа ФС18 и ФС24

Типоразмер фермы	Размеры, мм
H	b	h	h	h
1ФC18
2ФС18
3ФС18
4ФС18
1ФС24
2ФС24
3ФС24
4ФС24

 

 

Рис. 3.14. Железобетонные безраскосные сегментные фермы для покрытий со скатной и малоуклонной кровли

 

Таблица 3.9

Размеры элементов ферм типа ФБС18

Типоразмер фермы	Размер, мм
b	h	h
1ФБС18
1ФБМ18
2ФБС18
2ФБМ18
3ФБС18
3ФБМ18
4ФБС18
4ФБМ18

 

Таблица 3.10

Размеры элементов ферм типа ФБС24

Типоразмер фермы	Размеры, мм
b	h	h	h	h
1ФБС24
1ФБМ24
2ФБС24
2ФБМ24
3ФБС24
3ФБМ24
4ФБС24
4ФБМ24

 

 

Рис. 3.15. Железобетонные безраскосные треугольные фермы для скатных покрытий

 

Железобетонные подстропильные фермы по стандарту имеют номинальную длину 12 м и подразделяются на следующие типы:

- для покрытий со скатной кровлей – ФПС (рис. 3.16, а);

- для покрытий с малоуклонной кровлей – ФПМ (рис. 3.16, б);

- для покрытий из плит длиной на пролет – ФП.

 

Рис. 3.16. Железобетонные подстропильные фермы: где а) – фермы типоразмера ФПС12 для скатных кровель; б) – то же, ФПМ12 для малоуклонных кровель

Несущие элементы ограждающей части покрытий. При плоских и скатных несущих конструкциях производственных зданий несущие элементы ограждающей части покрытий выполняют или с применением прогонов, по которым укладывают мелкоразмерные плиты, или в виде крупноразмерных плит (рис. 3.17). В первом случае покрытие называют прогонным, а во втором – беспрогонным.

Для покрытий промышленных зданий с железобетонным каркасом, как правило, применяют беспрогонные варианты. Покрытия по прогонам устраивают в неотапливаемых зданиях.

 

Рис. 3.17. Конструктивные схемы ограждающей части покрытия: а) – беспрогонная; б) – прогонная: 1 – колонна; 2 – ферма; 3 – плита покрытия; 4 – прогон; 5 – мелкоразмерная плита, укладываемая по прогонам

 

Плиты покрытий, применяемые при беспрогонном варианте, выполняют из предварительно напряженного железобетона координационными размерами 1, 5× 6; 1, 5× 12; 3× 6; 3× 12 и 3× 18 м, а доборные ребристые и плоские – с ненапрягаемой арматурой в соответствии с требованиями ГОСТ 28042-89 (с поправками 1990, 1991) «Плиты покрытий железобетонные для зданий предприятий. Технические условия».

Предварительно напряженные плиты подразделяют на следующие типы:

- без проемов в полке плиты, с верхней плоской (горизонтальной или двускатной) поверхностью – ПГ (рис. 3.18, табл. 3.11);

- то же, со сводчатой верхней поверхностью (плиты-оболочки) – ПОГ;

- с проемами в полке плиты для пропуска вентиляционных шахт с дефлекторами или зонтами, а также воздуховодов крышных вентиляторов, с верхней плоской (горизонтальной или двускатной) поверхностью – ПВ;

- то же, плиты-оболочки – ПОВ;

- с проемами в полке плиты для установки зенитных фонарей, с верхней плоской (горизонтальной или двускатной) поверхностью – ПФ;

- то же, плиты-оболочки – ПОФ;

- с проемами в полке плиты для установки светоаэрационных фонарей, с верхней плоской (горизонтальной или двускатной) поверхностью – ПС;

- то же, плиты–оболочки – ПОС;

- с проемами в полке плиты для устройства легкосбрасываемой кровли, с верхней плоской (горизонтальной или двускатной) поверхностью – ПЛ;

- то же, плиты-оболочки – ПОЛ.

Плиты с ненапрягаемой арматурой изготовляют без проемов и подразделяют на следующие типы:

- ребристые – ПР (табл.3.11);

- плоские – ПП

При выполнении курсового проекта следует применять плиты следующих типов: ПГ и ПР.

Опирание всех типов крупноразмерных плит на несущие конструкции производят через стальные закладные детали, заделанные по их углам. Опорные детали приваривают непосредственно к специальным закладным деталям, которые размещены в верхнем поясе несущих конструкций покрытия.

 

 

Рис. 3.18. Железобетонные плиты покрытий: а) – типа ПГ6 без проемов; б) – типа ПГ12 без проемов; в) – типа ПР (доборные)

 

Таблица 3.11

Основные размеры плит покрытий

Типоразмеры плиты	Размеры плиты, мм
длина	ширина	высота на опоре
1ПГ6
2ПГ6
3ПГ6
4ПГ6
1ПГ12
2ПГ12
1ПГ18
1ПР6
2ПР6