Бондарь Е.П., Калинин Б.П. - Справочник по монтажу железобетонных конструкций промзданий

В справочнике излагаются сведения, необходимые при монтаже сборных железобетонных конструкций промышленных зданий и при разработке проектов производства этих работ.
В справочнике приводятся типовые конструктивные схемы, принятые для промышленных зданий из сборного железобетона, схемы монтажных соединений, характеристики типовых монтажных элементов зданий; даются сведения по организации транспортных и складских работ, по сборке предварительно напряженных конструкций, заделке стыков цементными смесями, монтажной сварке, а также рекомендуемые методы монтажа отдельных конструктивных элементов и примеры организации работ по монтажу некоторых типов зданий.
Значительное место отводится обзору рекомендуемых для монтажа железобетонных конструкций оборудования и приспособлений. Освещаются вопросы, связанные с техникой безопасности на этих работах.
Справочник рассчитан на инженеров и техников, занятых на монтаже сборных железобетонных конструкций промышленных зданий и проектированием производства этих работ.
ПРЕДИСЛОВИЕ
Контрольными цифрами капитальных вложений, утвержденными XXI съездом КПСС, установлен грандиозный план дальнейшего роста нашей промышленности и объемов строительства.
Июньский (1959 г.) и июльский (1960 г.) Пленумы ЦК КПСС указали, что для выполнения этих задач необходимо дальнейшее совершенствование строительного производства, индустриализация методов строительства, комплексная механизация всех строительных процессов.
Строительное производство должно быть превращено в механизированный процесс монтажа зданий и сооружений из деталей, изготовленных в заводских условиях. Это должно обеспечить освоение предстоящих больших объемов строительных работ и повышение производительности труда строительных рабочих к 1965 г. на 60—65% по сравнению с 1958 г.
В свете этих исторических решений доминирующее значение в промышленном строительстве приобретают работы по монтажу сборных железобетонных конструкций, так как именно они предопределяют индустриализацию строительства, монтаж этих конструкций становится основным процессом строительства. Уже за последние годы после решения партии и правительства об экономии металла и широком применении сборного железобетона объемы работ по монтажу таких конструкций значительно возросли. Фактически за эти годы у нас создана новая отрасль промышленного производства, объемы которой прогрессивно увеличиваются. В настоящее время на каждом промышленном строительстве любого экономического района Союза имеет место производство указанных работ.
Объемы применения сборного железобетона и степень механизации работ по их монтажу стали основными показателями технического прогресса для строек.
Одновременно с ростом в промышленном строительстве работ по монтажу железобетонных конструкций определялась и совершенствовалась технология их производства. Резко увеличилась номенклатура собираемых изделий за счет увеличения сборности возводимых сооружений. Несколько лет тому назад в промышленных зданиях изготовлялись и монтировались из сборного железобетона только колонны и подкрановые балки. Применение других сборных железобетонных деталей являлось редким исключением. В настоящее время, как правило, сборными элементами являются не только все несущие, но также и ограждающие конструкции. К числу сборных элементов относятся сборные фундаменты, колонны, подкрановые балки, фермы и балки перекрытия, ригели, стеновые плиты и плиты перекрытия.
Создана разветвленная сеть производственных предприятий для изготовления конструкций: стационарных заводов железобетонных изделий районного значения и механизированных полигонов на крупных стройках. Изготовление конструкций на месте монтажа применяется лишь в отдельных случаях для тяжеловесных и негабаритных элементов.
Увеличилась блочность монтируемых зданий за счет увеличения объема и веса монтируемых элементов, а также уменьшения количества монтажных стыков. Например, вес элементов колонн в каркасах для ТЭЦ составляет 60 г, площадь крупнопанельных плит перекрытий достигает 36 м2 при весе до 5,9 т. Одновременно разработаны типовые решения для монтажных сопряжений элементов между собой. Значительно изменился характер механизации строительных работ. Индустриализация строительства путем сборки промышленных зданий из готовых элементов и увеличение блочности монтируемых деталей вызвали необходимость пересмотра парка строительных механизмов. Применяются самоходные краны большой грузоподъемности, созданы новые типы башенных и козловых кранов. Для транспортирования железобетонных конструкций созданы специальные транспортные средства.
Наши строители разработали и применяют целую серию специальных приспособлений, которые необходимы для обеспечения комплексной механизации монтажа сборных железобетонных элементов. Эти приспособления довольно широко освещались в нашей периодической печати по строительству. К их числу относятся разнообразные захваты и траверсы для подъема элементов, кондукторы для временного закрепления и выверки элементов и пр.
Освоены новые технологические процессы, присущие сборным железобетонным конструкциям, как-то: укрупнительная сборка предварительно напряженных конструкций, предварительное натяжение арматуры для них, инъек?1ия раствора в каналы, замоноличивание стыков в зимнее время и др. Потребовалось создание специального оборудования и приспособлений для выполнения указанных работ.
За последнее время наши строители приобрели значительный опыт по организации, производству и механизации монтажа сборных железобетонных конструкций. Для дальнейшего увеличения объемов строительства и их комплексной механизации является необходимым обобщение этого опыта, а также достижений передовых организаций и строек Союза для их широкого распространения среди строителей.
Настоящий справочник освещает вопросы, связанные с организацией и производством работ по монтажу сборных железобетонных конструкций промышленных зданий. Одновременно справочник знакомит читателя с современным состоянием техники производства работ по монтажу сборного железобетона в промышленных зданиях.
В справочнике помещены следующие материалы:
в I главе приведены существующие типичные схемы и параметры промышленных зданий; характеристики, размеры и веса наиболее часто встречающихся монтажных элементов промышленных зданий, а также типовые монтажные соединения для этих элементов;
во II главе даны сведения по хранению и транспортированию железобетонных конструкций;
в III главе приведен материал по сборке составных предварительно напряженных конструкций, в том числе по арматуре, ее натяжению и по инъекции цементного раствора;
в IV главе дан справочный материал по оборудованию, применяемому на монтаже сборных железобетонных конструкций промышленных зданий;
в V главе приведен справочный материал по монтажным приспособлениям;
в VI главе освещены методы, рекомендуемые для монтажа отдельных конструктивных элементов и монтажа зданий в целом, а также приведены примеры организации монтажных работ для отдельных характерных сооружений;
в VII главе дан материал по электросварке стыков стержневой арматуры и отдельных узлов сборных конструкций;
в VIII главе приведены данные по заделке стыков цементным раствором в зимнее время;
в IX главе приведены материалы инструктивного характера по организации производства, включая разработку проектов производства работ, а также по технике безопасности.
Данные по стоимости оборудования и приведенные ориентировочные стоимости машино-смен указаны в масштабе цен, действующем с 1 января 1961 г.
Справочник разработан коллективом авторов. Главы I и III написаны инж. Е. П. Бондарем; главы II и V — инж. Л. М. Коппом; глава IV — канд. техн. наук А. Д. Соколовой, глава VI — инженерами Е. П. Боидарем, Б. П. Калининым, Л. М. Коппом и канд. техн. наук А. Д. Соколовой; глава VII — инж. В. Л. Цегельским; глава VIII — канд. техн. наук В. Ф. Утенковым и инж. М. А. Власовой; глава IX инженерами Б. П. Калининым и Л. М. Коппом.
Глава I
ПРОМЫШЛЕННЫЕ ЗДАНИЯ ИЗ СБОРНЫХ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИИ
1. ТИПЫ И ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЗДАНИЙ
1) Одноэтажные здания
Типы и основные параметры зданий. Одноэтажные здания подразделяются на здания ячейкового и пролетного типов.
Здания ячейкового типа характеризуются небольшими размерами типовых ячеек (9X12, 12x12, 12x18 м), небольшой высотой (до 6 м), большой протяженностью в плане в обоих направлениях и отсутствием кранов.
Основными схемами таких зданий являются: схемы с Т-образными колоннами под шедовые покрытия (рис. 1,а), или покрытия с несущими конструкциями фонарей, выполненных в виде двухшарнирных рам (рис. 1.б);
схемы с прямолинейными колоннами и покрытием по балкам или фермам (рис. 1. в);
схемы с прямолинейными колоннами и покрытием по двухконсольным прогонам (рис. 1,г).
Здания пролетного типа характеризуются малым шагом колонн (6 м, реже 12 м), большими пролетами (18—36 м), большой высотой (до 20 м) и наличием крановых нагрузок. Здания бывают одно-, двух-, трех- и многопролетные с фонарями и без фонарей верхнего света, с внутренним и наружным отводом воды (рис. 2).
Производственные здания с мостовыми кранами отличаются от зданий, не имеющих кранов, большими пролетами (24—36 м) и большей высотой (до 20 м). Пролеты до 18 м перекрываются железобетонными балками, а пролеты 18 м и более — железобетонными фермами.
Здания сплошной застройки устраиваются с внутренним отводом воды; здания небольшой ширины — с наружным отводом воды. Фонари верхнего света и фонари для аэрации в большинстве своем устраиваются продольными.
При наличии взаимно-перпендикулярных пролетов примыкание низких продольных пролетов к повышенному поперечному совмещается с температурным швом с введением «вставки» между основными разбивочными осями.
Перечисленные виды производственных зданий имеют массовое распространение и строятся по типовым проектам из типовых сборных железобетонных конструкций. Все основные размеры зданий (пролеты, высота, шаг колонн и др.) принимаются кратными определенному размеру — модулю.
Пролеты шириной до 18 м принимаются кратными 3 м\ при ширине более 18 м — кратными б м. Расстояние между колоннами в продольном направлении (шаг колонн) принимается кратным б м. Высоты в бескрановых зданиях от пола до низа несущих конструкций и в зданиях с кранами (при отметке рельса до 8 м) от пола до головки рельса принимаются кратными 1 м.
При отметке подкранового рельса более 8 м высота принимается кратной 2 м.
Высоты от уровня пола до низа несущих конструкций и от уровня пола до верха крановой консоли в цехах с кранами принимаются кратными 0,2 м.
В крайних пролетах зданий с наружным отводом воды (без мостовых кранов) высоты принимаются равными 4 или 5 м. Конструктивные схемы зданий. Основной несущей конструкцией одноэтажных промышленных зданий являются рамные каркасы, составленные из стержневых элементов.
Каркасы могут быть выполнены с жестким (рамным) соединением колонн и несущих конструкций покрытия и с шарнирным соединением.
Каркасы с рамным сопряжением колонн с несущими конструкциями покрытий, могут иметь жесткое (рис. 3, а) или шарнирное (рис. 3, б) сопряжение с фундаментами.
Наибольшее распространение получили каркасы с шарнирным сопряжением колонн с несущими конструкциями покрытий как более простые в изготовлении и монтаже (рис. 3, в).
Пролеты между рамами перекрываются плитами, укладываемыми или непосредственно по поясам основных конструкций (беспрогонная схема), или по специальным прогонам (прогонная схема).
При шаге колонн 12 м по последним в продольном направлении устанавливаются подстропильные балки или фермы, по которым через каждые 6 м укладываются стропильные конструкции.
Восприятие ветровых нагрузок, действующих вдоль зданий, осуществляется системой продольных связей, устанавливаемых в каждом ряду колонн примерно в середине температурного блока.
Поперечная жесткость каркаса обеспечивается жесткостью заделки колонн в стаканах фундаментов.
Совместная пространственная работа конструкций зданий обеспечивается созданием в их верхней части жесткой диафрагмы из плит покрытия, стыки между которыми для этой цели замоноличиваются цементным раствором, а сами плиты привариваются к основным несущим конструкциям.
Покрытия промышленных зданий также выполняются в виде оболочек одинарной и двойной кривизны с бортовыми элементами или со средней балкой. Оболочки могут опираться как на несущие конструкции в виде балок, арок или ферм, так и на отдельно стоящие колонны. Возможно также устройство сооружений из одних оболочек без опирания их на какие-либо несущие конструкции.
Оболочки позволяют более рационально использовать перекрываемые ими производственные площади, не ограничивают развития технологических процессов по условиям планировки, требуют минимальной затраты материалов.
Строительство зданий с покрытиями из пространственных конструкций в настоящее время ведется в основном по индивидуальным проектам.
Экономичность и небольшая трудоемкость изготовления и монтажа покрытий из пространственных конструкций создают большие предпосылки для широкого внедрения их в промышленное строительство.
2) Многоэтажные здания
Типы и основные параметры зданий. В настоящее время во многих отраслях промышленности широкое распространение получили многоэтажные здания с унифицированными размерами сетки колонн и высот между этажами.
Конструктивные схемы зданий. Для многоэтажных промышленных зданий, в большинстве своем имеющих каркасную конструкцию, в настоящее время применяются следующие конструктивные схемы: каркас с продольными ,и поперечными рамами — для зданий с вибрационными нагрузками; каркас из поперечных рам — для зданий, устойчивость которых обеспечивается рамностью каркаса; свободный (нерамный) каркас.
По первым двум схемам соединение ригелей и колонн решается по рамной системе (с жесткими узлами). По третьей схеме ригели и прогоны принимаются разрезными, в результате чего на каркас передаются только вертикальные нагрузки, а все горизонтальные усилия воспринимаются поперечными стенами или блоками лестничных клеток.
Основные несущие конструкции перекрытий также могут решаться в двух вариантах: со сборными безбалочными и со сборными балочными конструкциями.
При безбалочном решении на капители колонн по осям ячейки укладываются балки-плиты шириной до 2 м, пространство между которыми заполняется многопустотной плитой размером 4X4 м. При балочном решении применяются сборные плиты, которые укладываются на пояса ригелей. Различают следующие схемы членения каркасов: на отдельные рамы и прямолинейные вставки (рис. 4, а); на крестообразные, Г- и П-образные элементы (рис. 4,6 и б); на прямолинейные ригели и колонны (рис. 4, г и в) и прямолинейные ригели и колонны с консолями (рис. 4,3). В настоящее время широкое распространение получили каркасы, расчлененные по схеме, представленной на рис. 4, д (связевая система с шарнирным закреплением ригелей к колоннам).
Наиболее перспективной схемой является схема, приведенная на рис. 4, е, так как она обеспечивает наиболее простую форму сборных элементов, что, в свою очередь, упрощает технологию изготовления конструкций и производство монтажных работ.
...