Руководство по проектированию сборных железобетонных колонн одноэтажных зданий промышленных предприятий

ЦНИИПРОМЗДАНИЙ

РУКОВОДСТВО по ПРОЕКТИРОВАНИЮ СБОРНЫХ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОЛОНН ОДВОЭТАХНЫХ ЗДАНИЙ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ

Москва - I971

ПРЕДИСЛОВИЕ

Настоящее Руководство содержит общие положения по проектированию железобетонных колонн» данные по нагрузкам и воздействиям на каркас одноэтажного здания, указания по  статическому расчету каркаса» по расчету и конструированию  колонн.

Руководство составлено на основании СНиП II-А.10-62 «Строительные конструкции и основания. Основные положения проектирования», СНиП II-А.11-62 «Нагрузки и воздействия. Нормы проектирования», СН 355-66 "Указания по определению нагрузок от подвесных кранов", СНиП II-В.1-62 "Бетонные и железобетонные конструкции. Нормы проектирования".

В соответствии с Руководством статический расчет  каркаса на все воздействия, за исключением вынужденных  перемещений (температурных и т.п.) производится в общем случае, как упругой, линейно-деформируемой системы, без учета  влияния трещин на жесткость колонн. При этом влияние  продольного изгиба колонн и неупругих деформаций бетона при длительном действии нагрузки учитывается коэффициентами η и m_эл. При расчете каркаса на вынужденные перемещения жесткость колонн принимается как при длительном действии  нагрузок с учетом наличия трещин.

Каркасы зданий без перепадов высот в пределах  температурного блока рекомендуется рассчитывать более точным  способом по деформированной схеме, как упругую,  нелинейно-деформируемую систему с учетом влияния продольного изгиба, а также трещин и неупругих деформаций бетона на кривизну и соответственно жесткость колонн.

Расчет каркасов по деформированной схеме позволяет более рационально, с меньшим рас ходом материалов проектировать колонны и предполагает использование ЭВМ. При колоннах прямоугольного сечения этот расчет может выполняться с  помощью ручных вычислительных средств.

1. ОБШИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Настоящее Руководство распространяется на проектирование сборных железобетонных колонн одноэтажных  производственных зданий без мостовых кранов и с мостовыми кранами легкого, среднего и тяжелого режима работы.

Примечания: 1. Режим работы мостовых кранов определяется в соответствии с «Правилами устройства и  безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов».

2. Проектирование железобетонных колонн зданий, предназначенных для строительства в сейсмических районах, в  зонах распространения вечномерзлых и просадочных грунтов и на подрабатываемых территориях, а также колонн,  предназначенных для работы в условиях систематического воздействия температур свыше плюс 50^оС и ниже минус 70^оС, должно вестись с учетом требований соответствующих глав СНиП или других  нормативных документов. При разработке колонн для зданий с агрессивными средами должны учитываться требования  "Указании по проектированию антикоррозионной защиты строительных конструкций" СН 262-67.

1.2. Колонны являются элементом каркаса здания. Каркас одноэтажного производственного здания представляет  собой пространственную систему, состоящую из заделанных в фундаменты колонн, объединенных в пределах температурного блока стропильными и подстропильными конструкциями,  плитами, связями и т.д. Эта пространственная система условно расчленяется на поперечные и продольные плоские рамы,  взаимосвязанные диском покрытия, состоящим из плит или горизонтальных стальных связей. Поперечные рамы образуются из колонн и стропильных конструкций, продольные рамы - из  колонн, плит покрытий или прогонов, подстропильных  конструкций, связей (решетчатых и в виде распорок) и  подкрановых балок. Вертикальные стальные связи по продольным рядам колонн предусматриваются при значительных горизонтальных силах, действующих в плоскости продольной рамы (торможение мостовых электрических кранов» большая ветровая нагрузка), а также при гибких колоннах с целью уменьшения их расчетной длины.

Эти связи следует располагать в средней части  температурного блока для снижения усилий в элементах каркаса от температурных и т.п. воздействий. Вертикальные стальные связи и распорки по опорам  стропильных конструкций предусматриваются в случаях, когда  опоры конструкций покрытия (плит» ферм, балок) или их  сопряжения не обеспечивают передачу усилий с диска покрытия на  нижележащие конструкции продольной рамы. Эти связи следует располагать по торцам температурного блока; если они не обеспечивают передачу усилий, устанавливается дополнительная связь в середине блока.

Выбор конструктивной и соответствующей расчетной  схемы каркаса производится в зависимости от объемно-планировочного решения здания, обусловленного технологическими и эксплуатационными требованиями.

Конструктивные схемы поперечных и продольных рам с рекомендациями по их применению приведены на рис.1.1-1.4.

1.3. Привязки колонн к разбивочным осям здания  регламентируются "Основными положениями по унификации объемно-планировочных и конструктивных решений промышленных зданий" СН 223-62

Расстояния между осями подкрановых путей и разбивочными осями здания регламентируются ГОСТом 534-59 "Краны мостовые. Пролеты" и принимаются равными:

730 мм - в зданиях, оборудованных мостовыми кранами общего назначения грузоподъемностью до 50 т включительно;

1000 мм - в зданиях» оборудованных мостовыми кранами грузоподъемностью более 50 т, а также при наличии проходов в надкрановой части колонн.

В зданиях, оборудованных мостовыми электрическими кранами грузоподъемностью до 15 т включительно и  мостовыми ручными кранами любой грузоподъемности, это расстояние допускается принимать равным 500 мм.

1.4. Колонны подразделяются:

а) в зависимости от назначения - на основные,  воспринимающие все вертикальные и горизонтальные нагрузки (от покрытия, стен, кранов, ветра и др.) и фахверковые, воспринимающие, как правило, нагрузки от веса стен и ветра;

б) в зависимости от положения в здании - на колонны крайнего ряда, среднего ряда и торцовые;

в) в зависимости от наличия и вида подъемно-транспортного оборудования - на крановые (при опирании подкрановых балок непосредственно на колонны) и бескрановые (при отсутствии подъемно-транспортного оборудования или когда это оборудование подвешивается к несущим  конструкциям покрытия);

г) в зависимости от размеров сечения по длине - на колонны постоянного сечения (призматические) и ступенчатые; последние принимаются в случае опирания на них подкрановых балок, а также для экономии материала.

При необходимости колонны снабжаются консолями для опирания несущих конструкций покрытия, подкрановых балок и т.д. (рис. 1.5).

1.5. Размеры колонн по высоте (выше отметки чистого пола) определяются технологическими требованиями к  проектируемому зданию с учетом размещения в необходимых случаях кранового оборудования, а также в соответствии с требованиями унификации.

1.6. Габарит приближения кранового оборудования к строительным конструкциям принимается в соответствии со стандартами на крановое оборудование

При необходимости установки нестандартного кранового оборудования габарит его приближения определяется по  соответствующим заводским данным.

Зазор между габаритом приближения кранового оборудования и низом несущих конструкций покрытия (ферм, балок) учитывающий прогиб конструкций и размещение связей по нижним поясам стальных ферм, следует принимать дополнительно к зазорам по стандартам на крановое оборудование не менее:

50 мм - при железобетонных конструкциях покрытия;

200 мм - при стальных конструкциях покрытия в случае отсутствия подстропильных ферм;

250 мм - при стальных конструкциях покрытия в случае наличия подстропильных ферм.

1.7. Размеры колонн по высоте ниже отметки чистого пола определяются расстоянием от чистого пола до верха фундамента и условиями заделки колонн в фундамент. При  отсутствии специальных технологических требований расстояние от чистого пола до верха фундамента принимается равным 0,15 м, из условия окончания работ нулевого цикла до монтажа колонн.

I.8. Поперечное сечение колонн может быть сплошным (прямоугольным, двутавровым и т.п.) или сквозным (двухветвевым). Форма сечения должна выбираться на основе  экономических и конструктивных требований с учетом условий изготовления и эксплуатации колонн (огнестойкости, коррозионной стойкости и т.д.).

Основные колонны высотой более 12 м, а также колонны, в которых высота сечения по расчетам или конструктивным требованиям принимается более одного метра, рекомендуется проектировать двухветвевыми.

Для колонн сплошного сечения рекомендуется прямоугольная форма сечения. Другие формы сплошного сечения  (двутавровые» пустотные и т.д.) могут быть приняты при специальном обосновании (наличие соответствующих форм,  специализированные способы изготовления и т.п.).

1.9. Размеры поперечных сечений колонн назначаются в соответствии с расчетами требованиями и учетом технико-экономического анализа размеров сечений. При этом должны быть учтены требования по унификации сечений (см. п. 1.10), а также конструктивные требования; в частности, должно быть обеспечено необходимое опирание несущих конструкций  покрытия, подкрановых балок и т.п. с учетом допусков на  изготовление и монтаж.

1.10. Размеры сечений колонн следует принимать не менее 300x300 мм; для ветвей двухветвевых колонн (в плоскости большего размера полного сечения) допускается уменьшение одного размера сечения ветви до 200 мм* Размеры сечений основных колонн рекомендуется принимать не менее – L_о/30 , где L_о - расчетная длина колонн. Ширину колонн, несущих нагрузку от мостовых электрических кранов, рекомендуется принимать не менее 400 мм.

Размер сечения оголовка колонн в плоскости несущей конструкции покрытия рекомендуется принимать не менее 300 мм  при опирании одной конструкции и 300 мм - при опирании двух конструкций. Размеры сечений следует назначать кратными 100 мм, за исключением ветвей двухветвевых колонн, меньший размер сечений которых может быть принят кратно 30 мм.

Размеры сечения нетиповых колонн, принимаемые для  одного объекта или для ряда объектов на одной площадке, должны быть унифицированы. При этом сечения колонн следует  принимать одинаковыми, если расчетные усилия в них смогут быть восприняты за счет изменения процента армирования от 0,3 до 3% и изменения марки бетона на одну, а при соответствующем обосновании - на две ступени. При назначении опалубочных размеров колонн рекомендуется максимальное использование форм типовых колонн.

1.I1. При назначении высоты сечения надкрановых участков колонн в случаях, оговоренных технологическим заданием, следует учитывать необходимость устройства вдоль подкрановых путей проходов, которые могут выполняться в теле колонны или сбоку. В случае устройства проходов в теле колонны размеры проемов должны быть не менее 400х1800 мм.

Примечание. При наличии в пролете более двух кранов среднего или тяжелого режима работы и их круглосуточной непрерывной эксплуатации устройство проходов  обязательно независимо от технологических требований.

1.12. Для колонн преимущественно применяются бетоны проектной марки по прочности на сжатие 200 + 400.

Для колонн, подвергающихся воздействию расчетных  температур (принимаемых равными средней температуре наиболее холодной пятидневки района строительства по СНиП II-А.6-62) минус 40% и ниже, проектная марка бетона по морозостойкости должна быть не ниже 100 - для зданий I класса и 50 - для зданий П-1У класса.

Примечание. Отпускная прочность бетона в колоннах назначается в зависимости от времени года, условий монтажа и срока загружения, но не менее 70% от проектной марки бетона. При этом величина отпускной прочности бетона колонн должна быть согласована с заводом-изготовителем, а в необходимых случаях - и с монтажной (строительной)  организацией.

1.I3. В качестве продольной арматуры колонн следует применять горячекатаную арматурную сталь периодического профиля класса А-III (допускается сталь класса А-II).

В качестве поперечной арматуры следует применять  горячекатаную арматурную сталь класса А-I и обыкновенную холоднотянутую арматурную проволоку класса B-I; при  соответствующем обосновании допускается применение арматуры из стали класса А-III.

Для колонн неотапливаемых зданий в районах с низкими температурами при назначении марки стали должны  учитываться требования «Инструкции по проектированию железобетонных конструкций» (изд. 1968 г.).

1.I4. На колоннах должны быть предусмотрены риски,  определяющие местоположение колонн относительно поперечных и продольных разбивочных осей здания, а также положение осей подкрановых балок.

На бетоне риска устраивается в виде канавки глубиной 5мм. На закладной детали риска наносится керном и обводится краской. Длина рисок - 100мм.

Риски располагаются в уровне верха колонн, в уровне верха стакана фундамента и на подкрановой консоли (рис. 1.6). Примечание. В двухветвевых колоннах риски продольных разбивочных осей могут располагаться на первой распорке, считая от верха фундамента.