Ищенко И. И., Кутухтин Е. Г., Спиридонов В. М., Хромец Ю. Н. - Легкие металлические конструкции одноэтажных производственных зданий. Справочник проектировщика

Легкие металлические конструкции одноэтажных производственных зданий

Справочник проектировщика

Под редакцией И. И. Ищенко

МОСКВА

СТРОЙИЗДАТ

1979

 

Легкие металлические конструкции одноэтажных производственных зданий / И. И. Ищенко, Е. Г. Кутухтин, В. М. Спиридонов, Ю. Н. Хромец; Под ред. И. И. Ищенко. — М.: Стройиздат, 1979.— 196 с, ил.— (Справочник проектировщика).

Приведены сведения о разработанных в настоящее время легких металлических несущих и осаждающих конструкциях промышленных зданий, изготовление которых организовано на соответствующих специализированных заводах. Многие яз этих легких, инструкций в практике отечественного строительства применяются впервые. Изложены специфические особенности нормирования и расчета легких конструкций и основные требования, предъявляемые к конструктивным и теплоизоляционным материалам. Приведены унифицированные параметры зданий из таких конструкций, а также материалы для проектирования зданий (унифицированные секции).

Справочник предназначен для инженерно-технических работников проектных и научно-исследовательских организаций.

© Стройиздат, 1979

 

ПРЕДИСЛОВИЕ

Основными направлениями развития народного хозяйства СССР на 1976—1980 годы, утвержденными XXV съездом КПСС, поставлены и решаются большие задачи дальнейшего развития общественного производства, повышения его эффективности.

Достижение намеченных целей связано с увеличением объемов капитальных вложений. Для этого необходимо реализовать обширную программу капитального строительства, что связано со всемерным повышением технического уровня строительного производства, развития и совершенствования его материально-технической базы. Объективной потребностью развития капитального строительства является дальнейшее повышение уровня индустриализации, облегчение строительных конструкций.

В последние годы осуществлены меры по организации на новой технической основе производства эффективных видов конструкций из экономичного стального проката, клееной древесины, асбестоцемента, легких бетонов, алюминиевых сплавов, легковесных теплоизоляционных материалов. Среди них — создание производства так называемых легких несущих и ограждающих конструкций, суммарная масса которых в расчете на 1 м2 ограждающей поверхности здания (включая защитные покрытия) не превышает 100—150 кг.

Исключительно важную роль в организации выпуска таких конструкций, разработке и внедрении эффективных способов их изготовления и монтажа сыграло принятое в 1972 г. постановление ЦК КПСС и Совета Министров СССР о развитии производства и комплектной поставки легких металлических конструкций промышленных зданий. В результате в стране создается новая отрасль строительной индустрии — крупное заводское производство комплектно поставляемых унифицированных стальных строительных конструкций (пространственных решетчатых, структурных, рамных, ферм из трубчатых профилей и др.), а также легких ограждающих конструкций, в том числе панелей с металлическими облицовками, изготовляемых на высокомеханизированных поточных линиях. Некоторые из освоенных конструкций, например пространственно-решетчатые конструкции из труб, в дальнейшем будут заменены другими, более совершенными.

Народнохозяйственное значение развития производства и применения в строительстве легких конструкций из эффективных материалов трудно переоценить. Так, например, прямым результатом перехода на массовое изготовление легких конструкций на автоматизированных линиях, создаваемых для специализированных предприятий, будет рост производительности труда в среднем в 2—3 раза при резком улучшении качества конструкций и повышении общей культуры производства. Согласно расчетам, суммарный результат массового внедрения легких конструкций состоит в уменьшении (к 1980 г. по сравнению с уровнем 1975 г.) массы зданий и сооружений производственного назначения на 10—15%, сокращении трудоемкости изготовления конструкций для них в 1,3—1,5 раза и стоимости на 8—10%. В справочнике даны сведения, наиболее необходимые при проектировании и строительстве зданий с легкими несущими и ограждающими конструкциями, информация об основных материалах, применяемых для изготовления таких конструкций, приведены краткие описания конструкций и их технические параметры.

 

Глава 1. ОСОБЕННОСТИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ЛЕГКИХ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ КОНСТРУКЦИИ

1.1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Легкие металлические конструкции одноэтажных производственных зданий следует проектировать в соответствии с действующими нормативными документами, утвержденными или согласованными Госстроем СССР. «Технические правила по экономному расходованию основных строительных материалов» (ТП 101-76) являются одним из важнейших документов, определяющих область применения легких металлических конструкций. Этими правилами необходимо руководствоваться при проектировании и строительстве предприятий, зданий и сооружений, а также при изготовлении, транспортировании, хранении, складировании и монтаже строительных конструкций.

В соответствии с ТП 101-76 конструкции и материалы надо выбирать исходя из технико-экономической целесообразности применения проектных решений в конкретных условиях строительства (с оценкой решений по приведенным затратам) и с учетом наличия соответствующих производственных баз и материальных ресурсов у министерства (ведомства) — подрядчика и министерства (ведомства) — заказчика.

При этом здания и сооружения следует проектировать с учетом:

снижения материалоемкости, трудоемкости и сметной стоимости строительства;

применения эффективных строительных материалов и конструкций;

снижения веса несущих и ограждающих конструкций;

наиболее полного использования физико-механических свойств материалов, а также прочностных и деформационных характеристик грунтов основания. Марки изделий по несущей способности, коррозионной стойкости, морозостойкости и другим показателям назначает проектная организация в строгом соответствии с конкретными эксплуатационными и строительно-климатическими условиями проектируемого объекта.

В соответствии с Техническими правилами (ТП 101-76) в одноэтажных производственных зданиях могут применяться стальные:

а) стропильные и подстропильные конструкции: в отапливаемых зданиях пролетом 30 м и более; в неотапливаемых зданиях и навесах различного назначения с асбестоцементной кровлей — с пролетами до 12 м включительно при грузоподъемности подвесных кран-балок (монорельсов) более 2 т, пролетом 18 м — при грузоподъемности подвесных кран-балок (монорельсов) более 3,2 т и в зданиях с пролетами 24 м и более; в неотапливаемых зданиях с рулонной кровлей — с пролетами 30 м и более, а также в многопролетных зданиях— с пролетами 24 м;

в зданиях с подвесными кран-балками (монорельсами) грузоподъемностью более 5 т либо другими подвесными устройствами, создающими нагрузки, которые превышают нагрузки, предусмотренные для типовых железобетонных конструкций;

в зданиях с развитой сетью подвесного конвейерного транспорта либо с коммуникациями, размещаемыми в пределах межферменного пространства, в случаях когда эти коммуникации по своим размерам не размещаются в пределах решетки типовых железобетонных ферм;

в зданиях с расчетной сейсмичностью 8 баллов с пролетами 24 м и более; в зданиях с расчетной сейсмичностью 9 баллов пролетами 18 м и более, а также тогда, когда применение сборного железобетона, как правило, не рекомендуется ТП 101-76;

к таким случаям относится строительство предприятий, зданий и сооружений, возводимых в труднодоступных пунктах (высокогорные, пустынные и т. д.), а также в следующих районах территории СССР.

Все острова Северного Ледовитого океана и его морей, а также острова Берингова и Охотского морей;

в зданиях с большими динамическими нагрузками (копровые цехи, взрывные отделения и т. д.);

над горячими участками цехов с интенсивным теплоизлучением — при температуре нагрева поверхности конструкций более 100°С (холодильники прокатных цехов, отделения нагревательных колодцев, печные и разливочные пролеты и т. п.);

в случаях когда колонны зданий в соответствии с ТП 101-76 выполняют стальными;

б) колонны: при высоте от пола до низа ферм более 14,4 м, а также в упомянутых выше случаях, когда применение сборного железобетона, как правило, не рекомендуется; однако колонны высотой более 14,4 до 18 м включительно (не требующие устройства проемов в теле колонн для прохода на уровне крановых путей), а также при мостовых кранах грузоподъемностью, большей чем 30 т и при отсутствии мостовых кранов, можно выполнять сборными железобетонными, если это целесообразно по эксплуатационным условиям и технико-экономически обосновано; такие же колонны высотой более 14,4 до 18 м включительно следует выполнять сборными железобетонными, если в смежных пролетах многопролетных зданий применены железобетонные колонны высотой до 14,4 м, а грузоподъемность мостовых кранов общего назначения не превышает 30 т;

при мостовых кранах общего назначения грузоподъемностью 50 т и более независимо от высоты колонн, а также при меньшей грузоподъемности кранов весьма тяжелого. режима работы;

при шаге колонн более 12 м;

при двухъярусном расположении мостовых кранов;

в) подкрановые балки (при пролетах балок 6 и 12 м для кранов легкого и среднего режимов работы грузоподъемностью до 30 т включительно рекомендуется выполнять подкрановые балки железобетонными, если для их изготовления имеется соответствующая оснастка);

г) фонари;

д) связи;

е) ригели фахверка, стойки торцевого фахверка, а при стальных колоннах основного каркаса здания — также и для продольного фахверка;

ж) типовые легкие несущие конструкции комплектной поставки для зданий с пролетами в осях между колоннами от 24 м и более (кроме пространственных решетчатых конструкций типа «Кисловодск», которые допускается применять только при сетке колонн 18X18 м), а комплектные конструкции, изготовляемые на специализированных предприятиях с импортными технологическими линиями и оборудованием (рамных коробчатого сечения и структурных),— с пролетами от 18 м и более;

з) несущие конструкции зданий, возводимых на объектах добычи и транспортирования нефти и газа,— в блочном и блочно-комплектном исполнении полной заводской готовности, доставляемые на площадку в виде готовых блок-боксов или блоков;

и) конструкции инвентарных сборно-разборных, передвижных и контейнерных зданий.

В покрытиях отапливаемых одноэтажных производственных зданий со стальными фермами рекомендуется применять асбестоцементные панели с эффективным утеплителем.

Покрытия в неотапливаемых зданиях и навесах разного назначения необходимо выполнять из асбестоцементных волнистых листов унифицированного профиля, укладываемых по деревянным или стальным прогонам.

Применение для покрытий стального профилированного настила с эффективным утеплителем (по стальным фермам в случаях, предусмотренных ТП 101-76) допускается для одноэтажных отапливаемых производственных зданий: возводимых в указанных выше районах территории СССР, в которых применение сборного железобетона в строительстве предприятий, зданий и сооружений, как правило, не рекомендуется, и в труднодоступных пунктах строительства, а также в зданиях с расчетной сейсмичностью 8 и 9 баллов;

пролетами 30 м и более; в виде исключения — с пролетами 24 м, шагом колонн 12 м при наличии технико-экономического обоснования применения конвейерной сборки и блочного монтажа конструкций, приведенного в проекте организации строительства, утвержденном в установленном порядке в составе технического (техно-рабочего) проекта; указанных выше в подпунктах «ж», «з», «и».

Наружные стены отапливаемых производственных зданий следует выполнять панельными из бетонов на пористых заполнителях, поризованных или ячеистых. Для этих стен можно применять стальной профилированный лист с эффективным утеплителем в тех случаях, когда ТП 101-76 для этих зданий разрешается применение стальных каркасов и покрытий из стального профилированного настила. Стальной профилированный лист в покрытиях и стенах следует применять с учетом условий эксплуатации зданий и в количествах, соответствующих ресурсам, выделяемым для министерства (ведомства).

Перегородки одноэтажных и многоэтажных производственных зданий надлежит выполнять сборными из элементов, изготовляемых индустриальным способом. Металл допускается применять только в каркасах сборно-разборных перегородок при соответствующем технико-экономическом обосновании, а также для сетчатых перегородок. Кирпичные перегородки можно использовать в случаях, когда это требуется по условиям эксплуатации (высокая влажность, агрессивная среда и т. п.), а также в зданиях с помещениями небольшой площади или при наличии в перегородках большого числа проемов.

В соответствии с ТП 101-76 алюминиевые сплавы, допускается применять для окон, сборно-разборных перегородок и подвесных потолков зданий промышленных предприятий с точными производствами, к помещениям которых предъявляются особо высокие требования в части чистоты воздуха или когда требуется исключить влияние магнетизма, для ограждающих конструкций стен с эффективным утеплителем в отапливаемых производственных зданиях со стальным каркасом, возводимых в особых районах территории СССР и в отдельных населенных пунктах, перечисленных выше, т. е. в тех случаях, когда применение сборного железобетона для несущих конструкций зданий, как правило, не рекомендуется.

Алюминиевые сплавы необходимо применять при надлежащем технико-экономическом обосновании и в количествах, соответствующих ресурсам, выделяемым для министерства (ведомства).

В целях экономного расходования металла для стальных несущих конструкций следует широко применять: высокопрочные стали с пределом текучести до 45—75 кгс/мм2, низколегированные — с пределом текучести до 40 кгс/мм2 включительно, а также углеродистые термически упрочненные — с пределом текучести 30 кгс/мм2; эффективные профили, в том числе тонкостенные электросварные трубы, открытые гнутые и замкнутые гнутосварные профили, прокатные широкополочные двутавры, широкополосную универсальную сталь и т. п.

Следует также применять конструкции, выполняемые из стали двух марок: наиболее напряженные элементы — из стали повышенной и высокой прочности, менее напряженные конструктивные элементы — из углеродистой стали.

Стальные конструкции надо изготовлять сварными, с применением автоматической и полуавтоматической сварки. Монтажные соединения элементов стальных конструкций необходимо выполнять с применением высокопрочных болтов и болтов повышенной и нормальной точности, а листовых конструкций — сварными.

Оконные переплеты производственных и вспомогательных зданий наряду со стальными рекомендуется выполнять деревянными в случаях, когда это не запрещается нормами технологического проектирования.

Для заполнения оконных проемов перечисленных зданий следует широко применять профильное стекло, стеклоблоки и стеклопакеты.

Стационарные металлические площадки и мостики для обслуживания светильников не устраивают; их можно применять лишь в виде особого исключения и только с разрешения в каждом отдельном случае руководства министерства (ведомства) СССР — заказчика. Для этих целей необходимо использовать мостовые краны, передвижные вышки, стремянки, приставные лестницы, передвижные подвесные люльки и другие приспособления.

Здания из легких металлических конструкций предназначены для размещения производств с нормальным температурно-влажностным режимом при отсутствии агрессивных выделений или для производств со слабоагрессивными средами, но при соответствующей антикоррозионной защите. Для зданий, где в технологических процессах используются или производятся твердая щелочь, сода или другие соли со щелочной реакцией, а также при наличии в процессе производства пыли, содержащей медь, ртуть или их соединения, которые вызывают контактную коррозию, применение легких металлических конструкций не допускается.

Стальные конструкции зданий необходимо надежно защищать от воздействия агрессивной среды, а в необходимых случаях и от блуждающих токов средствами, предусмотренными нормативными документами по антикоррозионной защите строительных конструкций (см. п. 1.5).

Складирование и хранение на заводах металлоконструкций, а также на объектах строительства металлопроката, металлоконструкций и металлоизделий должно быть организовано раздельно по видам, профилям, сортам и маркам с соблюдением требований государственных стандартов и соответствующих инструкций. Металлопрокат, металлоконструкции и изделия при хранении должны быть уложены в штабеля на прокладки; укладка их непосредственно на грунт не допускается.

В соответствии с требованиями ТП 101-76 площади остекления ограждающих конструкций зданий не должны превышать величин, определяемых нормами проектирования естественного освещения. Размеры стекол для оконных и фонарных переплетов, витражей и других в проектах следует принимать в соответствии с размерами, установленными государственными стандартами или техническими условиями — толщину стекла надо назначать минимально необходимой.

Применение специального строительного стекла (витринного, декоративного и др.) не по прямому назначению, предусмотренному государственными стандартами и нормативными документами по проектированию и строительству, запрещается. Использование витринного стекла в случаях, когда размеры витражей и назначение зданий позволяют применять утолщенное оконное стекло, не разрешается.

Для экономного расходования теплоизоляционных, отделочных и облицовочных материалов ограждающие конструкции, декоративные и защитные облицовки, а также отделочные покрытия конструкций зданий других видов надлежит проектировать с учетом необходимости применения наиболее эффективных материалов и изделий, изготовляемых на базе полимеров, местных сырьевых ресурсов, отходов промышленности и сельского хозяйства.

При выборе указанных материалов (изделий) кроме физико-механических и экономических показателей этих материалов следует также учитывать санитарно-гигиенические и противопожарные требования к материалам (изделиям) и помещениям, в которых они должны применяться, предусмотренные соответствующими нормативными документами и государственными стандартами. Выбирая полимерные материалы, надлежит также руководствоваться утвержденными Министерством здравоохранения СССР по согласованию с Госстроем СССР «Перечнем полимерных материалов, разрешенных к применению в строительстве».

В соответствии с ТП 101-76 в покрытиях зданий необходимо применять следующие теплоизоляционные материалы: плиты из пенопластов; плиты повышенной жесткости из минеральной ваты и стеклянного волокна по профилированным стальным настилам и асбестоцементным листам;

плиты из ячеистых бетонов, битумоперлита, битумокерамзита, битумовермикулита, битумопемзы, арболита, теплоизоляционного цементного фибролита (биостойкого) и т. п. — по асбестоцементным листам;

плиты полужесткие и мягкие (сжимаемые) из стеклянного волокна, минеральной ваты и других теплоизоляционных материалов — в полых (каркасных) асбестоцементных и клеефанерных плитах, в которых исключается. обжатие теплоизоляции;

конструктивно-теплоизоляционный цементный фибролит — в плитах с деревянным каркасом или в качестве настилов по деревянным и стальным прогонам покрытия.

В стенах из асбестоцементных, стальных и алюминиевых листов следует применять плиты жесткие и полужесткие из минеральной ваты и стеклянного волокна, плиты из вспученного перлита на битумной связке, плиты из полимерных материалов.

...