Заикин А.И. - Железобетонные конструкции одноэтажных промышленных зданий

ВВЕДЕНИЕ

Сборные железобетонные конструкции с обычным и предварительно напряженным армированием широко применяются в практике строительства при возведении различного рода зданий и сооружений, в частности одноэтажных производственных зданий. Проектирование сборных железобетонных конструкций представляет комплекс расчетных и графических работ, включающих стадии изготовления, транспортирования, монтажа и эксплуатации конструкций. Экономичность, эксплуатационная надежность и долговечность отдельных конструкций и здания в целом во многом предопределяются принятыми проектными решениями, поэтому представляется весьма важным обучение будущих инженеров-строителей как системному подходу к разработке проектного решения, так и современным приемам проектного дела. Проектирование экономичных эффективных железобетонных конструкций основывается на знании особенностей их работы под нагрузкой, правильном выборе конструктивных форм, применении более совершенных, предварительно напряженных конструкций, позволяющих достичь экономии материалов, снижения веса, повышения жесткости, трещиностойкости и долговечности, применении легких бетонов на пористых заполнителях и новых эффективных видов высокопрочной арматуры.

Вопросы проектирования железобетонных конструкций регламентированы СНиП 2.03.01-84* [1] и развиты в руководствах и справочных пособиях, а также в учебниках и монографиях. Однако в таких изданиях, за редкими исключениями, чаще всего приводятся либо расчеты отдельных конструкций (плит, балок, колонн), не связанных конструктивно с рамой поперечника здания, либо только расчеты сечений таких конструкций. Естественно, это не способствует ясному и полному представлению о работе конструкций в составе сооружения, взаимной увязке элементов, конструктивном решении узлов и т.д., особенно при наличии острого дефицита на издания такого профиля. Опыт показывает, что отсутствие достаточно подробно разработанной методики проектирования железобетонных конструкций в .целом отрицательно сказывается на учебном процессе, курсовом и дипломном проектировании. Приведенные в данном пособии примеры расчета железобетонных конструкций одноэтажных промышленных зданий разработаны с учетом этих обстоятельств и специфики учебного проектирования. В главе I изложены общие вопросы компоновки конструктивной схемы одноэтажного промышленного здания - выбор сетки и типа колонн, привязки, конструктивной схемы покрытия, системы связей и др. В главах 2-6 приведены основные сведения по различным вариантам конструкций поперечника здания и примеры их расчета: статический расчет поперечной рамы, сплошной и двухветвевой колонн и фундаментов под них, различных типов плит покрытий, стропильных и подстропильной конструкций, включая арку пролетом 36 м. В приложении приведены некоторые справочные материалы, позволяющие во многих случаях использовать настоящее учебное пособие без дополнительной литературы.

ГЛАВА 1 КОМПОНОВКА КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ ОДНОЭТАЖНОГО ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ЗДАНИЯ

1.1. Общие положения. Состав каркаса одноэтажного производственного здания

Одноэтажные i производстве иные здания широко применяются в промышленном и сельском строительстве. Выполняются они, как правило, каркасными из сборных железобетонных конструкций и во многих, случаях, оборудуются мостовыми и подвесными кранами значительной грузоподъемности, создающими большие усилия в несущих элементах здания. Рекомендуется проектировать одноэтажные производственные здания прямоугольными в плане, с одинаковыми пролетами, без перепадав высот во избежание образования снеговых мешков. Отступления: от этих рекомендации возможны, если они обусловлены специальными требованиями технологических процессов.

Каркас одноэтажного производственного здания представляет собой пространственную систему, состоящую из защемленных в фундаменты колонн, объединенных (в пределах температурного блока) стропильными и подстропильными конструкциями, лентами покрытия, связями и т.д. или покрытием в виде оболочек. Эта пространственная система условно расчленяется на поперечные и продольные плоские рамы, каждая из которых воспринимает горизонтальные и вертикальные нагрузки (рис. 1.1).

Поперечные рамы являются основным элементом каркаса и образуются из колонн и стропильных конструкций (ригелей) или диафрагм оболочек (рис. 1.1, б). Колонны и ригели соединяются между собой при помощи закладных деталей, анкерных болтов и относительно небольшого количества сварных швов. Такие соединения податливы, т.е. позволяют сопрягаемым элементам взаимно поворачиваться при действии нагрузок. В расчетной схеме рамы такие сопряжения принимаются шарнирными, хотя практически способны воспринимать небольшие моменты, обычно не учитываемые в расчете. При шарнирном сопряжении достигается простота монтажа и независимая унификация ригелей и колонн, поскольку приложенная к ригелю нагрузка не вызывает изгибающих моментов, в колоннах. Поперечная рама воспринимает нагрузку от массы покрытия, снега, кранов, стен, ветра и обеспечивает жесткость здания в поперечном направлении.

Продольная рама (рис. 1.1, в) включает один продольный ряд колонн в пределах температурного блока, плиты покрытия или прогоны, подстропильные конструкции, связи (решетчатые и в виде распорок по колоннам) и подкрановые балки, а также диафрагмы или бортовые элементы оболочек. Продольные рамы обеспечивают жесткость здания в продольном направлении и воспринимают нагрузки от продольного торможения кранов и от ветра, действующего на торец здания и на торцы фонарей. Рамы зданий в продольном направлении объединяются между собой поверху жестким в своей плоскости диском покрытия, образованным железобетонными плитами покрытия с замоноличенными швами.

Продольная рама (рис. 1.1, в) включает один продольный ряд колонн в пределах температурного блока, плиты покрытия или прогоны, подстропильные конструкции, связи (решетчатые и в виде распорок по колоннам) и подкрановые балки, а также диафрагмы или бортовые элементы оболочек. Продольные рамы обеспечивают жесткость здания в продольном направлении и воспринимают нагрузки от продольного торможения кранов и от ветра, действующего на торец здания и на торцы фонарей. Рамы зданий в продольном направлении объединяются между собой поверху жестким в своей плоскости диском покрытия, образованным железобетонными плитами покрытия с замоноличенными швами.