Виды стен промышленных зданий
Обновлено: 26.04.2024
Классифицируют стены промышленных зданий, как и гражданских по статической работе на: несущие, самонесущие и навесные; по материалу и технологии возведения на: каменные (ручной кладки), бетонные (из монолитного бетона, крупных блоков или панелей), стены из небетонных материалов (фахверковые и каркасно-панельные); по конструктивному решению на: однослойные и многослойные.
Ненесущие (навесные) стены выполняют ограждающую функцию, а свой вес они полностью передают на колонны каркаса, за исключением нижнего подоконного яруса, опирающегося на фундаментные балки. Нагрузка от ненесущих стен передается на колонны через обвязочные балки в стенах из мелкоразмерных изделий, а в панельных стенах – через стальные опорные столики.
Ненесущие (подвесные) стены состоят из стального фахверка и заполнения. Эти стены подвешивают к концам консолей покрытия, разгружая тем самым несущие конструкции средних участков покрытия. Фахверк заполняют из легких листовых или панельных элементов.
Самонесущие стены из панелей применяют при большой массе и большой толщине панелей (не менее 300 мм), имеющих сплошное сечение. Высота таких стен ограничивается и зависит от прочности материала и толщины стены, шага колонн, величины ветровой нагрузки и т.п. Самонесущие стены на всю высоту здания наиболее эффективны для производств с влажными и мокрыми процессами, а также с химически агрессивной средой.
Несущие стены применяют в зданиях с неполным каркасом или бескаркасных. Выполняют их из кирпича или мелких блоков.
В многопролетных одноэтажных промышленных зданиях торцовые стены по конструктивным схемам и материалу не отличаются от продольных. Но из-за большого расстояния между продольными рядами колонн в торцах предусматривают дополнительные колонны (стойки фахверка) с шагом 6 или 12 м, которые обеспечивают необходимую устойчивость торцовых стен, а в панельных зданиях являются необходимыми элементами каркаса для крепления стеновых панелей.
Кроме того стены должны иметь минимальный вес, наименьшую стоимость и сооружаться по возможности из местных материалов.
По роду материала различают стены: каменные, деревянные и стены из других материалов, в том числе синтетических (в порядке эксперимента).
Каменные стены подразделяются на :
- стены из каменной кладки;
Каменная кладка стен выполняется из искусственных или природных камней, швы между которыми заполняются строительными растворами.
Кирпичные стены, по своей структуре, подразделяются на:
- однородные стены, сложенные из обыкновенного кирпича, или легкого строительного кирпича;
- облегченные и неоднородные стены, в которых часть кирпичной кладки заменена другими материалами или воздушной прослойкой..
Наиболее распространен кирпич обыкновенный (полнотелый) или силикатный. Толщина однородных стен кратна 1/ 2 кирпича:
- ½ кирпича – 120 мм;
- 1 ½ кирпича– 380 мм;
- 2 кирпича– 510 мм;
- 2 ½ кирпича – 640 мм
- 3 кирпича – 770мм; и.т.д. (полкирпича – 120 мм + шов (10 мм) = 130 мм).
Толщина горизонтального шва 1,2 см - при этом 13 рядов кладки кирпича составляют 1м.
В строительной практике преимущественно применяется (из большего количества) 2 вида перевязок: цепная (двухрядная) и ложковая (многорядная).
В зданиях свыше 7-ми этажей, в углах и местах пересечений наружных и внутренних стен, устанавливаются стальные анкерные связи. Они должны входить в каждую из примыкающих стен не менее чем на 1м.
В зданиях малоэтажных, а также в верхних этажах многоэтажных зданий следует использовать для кладки наружных стен пустотелый и легкий (пористый) кирпич или облегченную кладку.
Наиболее распространенные типы облегченных кирпичных стен :
- кирпично-засыпные стены
Сплошные горизонтальные ряды придают стене прочность, но ухудшают ее теплотехнические качества (холодные мостики). Применяют - при высоте их не более 2-х этажей.
- кирпично-бетонные стены
Преимущество в том, что сцепление бетона с кладкой обеспечивает более надежную связь между кирпичными стенками и, кроме того, бетон воспринимает часть нагрузки.
Недостаток - большое количество влаги - замедляет высыхание, повышенная трудоемкость и затруднение при производстве работ зимой.
- стены с термовкладышами
Связь между стенками - через 3-5 рядов - стальные скобы (из полос) или тычковые ряды кладки.
Термовкладыши - пенобетон, пеносиликат, ксилолитосиликат и т.д. Преимущество - меньше влаги и возможность работ в зимнее время.
стены колодцевой кладки
Колодцы заполняются засыпкой, легким бетоном, или легкобетонными вкладышами. Отосадки предусмотрены горизонтальные диафрагмы через 400, 500 по высоте из растворакирпичной кладки.
- кирпичные стены с утеплителем из теплоизоляционных плит или панелей
Плиты крепят к кирпичной кладке проволочными скобами. При таком решении отпадает необходимость делать штукатурку.
- стены с воздушной прослойкой
Когда в кладке остается замкнутая воздушная прослойка, за счет расширенного шва, толщина до 50мм. Это экономит кирпичи, раствор и позволяет уменьшить толщину и вес стены. Тычковые ряды через каждые 6 ложковых.
- стены из керамических камней (семищелевые)
Выполняются толщиной в 1 ½ , 2 кирпича или 2 ½ кирпича. Укладываются тычками (щели перпендикулярно тепловому потоку) - отсюда кладка цепная (рис. 27.).
- стены из мелких легкобетонных камней
По сравнению с кирпичными - те же теплотехнические показатели при меньшей толщине, но меньшая прочность.
- стены из природных камней
Рационально лишь при наличии в районе строительства горных пород с пористой структурой, достаточно прочных и легко подвергающихся обработке.
Известняки - ракушечники (северное Причерноморье), Инкермановский известняк (Крым).
Кладка: цепная и трехрадная ложковая. Стены не требуют наружной штукатурки.
Каменные дома мало-помалу уступают место полусборным зданиям, но все же остаются одним из наиболее употребительных типов многоэтажных зданий, способствующих разнообразию городской застройки.
Каменные материалы, обладающие большой объемной массой, имеют высокую теплопроводность, а потому их по техническим соображениям приходится устраивать значительной толщины - от 38 до 77см, что вызывает увеличение веса, стоимости и трудоемкости зданий. Прочность же молстых каменных стен в верхних этажах не используется.
Толщина стен в нижних этажах домов выше 6 этажей увеличивается для повышения их несущей способности, а в некоторых случаях для этой цели в нижних этажах устраиваются специальные местные утолщения стен (пилястры) или железобетонные колонны, работающие совместно с каменной стеной.
Повышение несущей способности каменных стен и столбов может быть достигнуто путем применения в нижних этажах материалов повышенной прочности (кирпич марок 150-200 на растворе М100) или путем армирования швов кладки горизонтальными сетками из проволоки диаметром 4-5мм.
Деревянные стены
В настоящее время существуют три системы типовых деревянных домов - брусчатые, каркасного типа и щитовые.
Основу стен бревенчатых домов составляют срубы, выполненные из круглых бревен диаметром 180-240мм, причем каждое бревно пазом, вытесанным с нижней стороны, укладывается на круглую поверхность предыдущего бревна (горб). С прокладкой слоя пакли из льняных или конопляных очесов или мха.
Срубом называют прямоугольный объем, сложенный из венцов, связанных под углом врубками; венцом называют ряд бревен, уложенных по периметру здания. Основные типы конструкции углового стыка бревен - врубки с остатком (в чашку) и без остатка (в лапу).
Стены брусчатых домов выполняются из брусьев, т.е. бревен, отесанных на четыре канта. Толщина брусьев 180 и 150 мм удовлетворяет климатическим условиям районов с расчетной t° наружного воздуха не ниже -30°С. Бревенчатые стены в этих условиях должны были бы иметь диаметр 200мм. При t°= - 40°С - брусчатая стена 180мм, а бревенчатая 220 - 240мм.
Брусья соединяют между собой на шпонках (шипах), а углы и сопряжения с внутренними стенами собирают с применением сопряжения в шпунт или в лапу. Между брусьями укладывают паклю.
После монтажа стен пазы проконопачивают. Концы балок перекрытий укладываются в соответствующий ряд брусьев и крепятся шипами или врубкой «ласточкин хвост».
Каркасные дома
Каркасные дома прогрессивнее брусчатых, т.к. требуют меньшего расхода древесины. Несущей конструкцией их служит деревянный каркас, состоящий из стоек, сечением 50*80мм, горизонтальных элементов такого же сечения.
Стойки устанавливают с модульным шагом 600мм в осях и прибивают гвоздями к нижней и верхней обвязкам.
Сборные щитовые дома
Щиты наружных и внутренних стен состоят обычно из двух слоев досок толщиной 16мм, между которыми в наружных стенах закладывают утеплитель в несколько слоев из древесно-волокнистых изоляционных (пористых) плит.
Стены из грунтовых материалов
Пористые горные породы, обладающие малым объемным весом, и легко поддающиеся механической обработке.
Стены из грунтовых материалов обычно возводят из формованных блоков, называемых грунтовыми блоками. К ним относят сырец и саман - сырцовый камень (приготовляют из жирной глины с добавкой органического волокнистого материала) высушенные на солнце.
В качестве стабилизирующих добавок применяется известь, смола или битум.
Такие грунтовые блоки называют терранитовыми.
- высушенные грунтовые блоки - осадок 1 -2%;
- плохо высушенные грунтовые блоки - осадок 4-5%;
Кладка блоков толщиной в 3/2 камня грунтовых блоков с ограниченными добавками имеют размеры 390* 190* 140мм; 330*185* 120мм.
Толщина стен минимальная 50 см.
Осадок глинолитных стен 15-18% и может продолжаться до 2-х лет.
К грунтовым материалам относятся материалы, применяемые для утепления несущих стен - это камышитовые плиты, толщиной 50-100мм из стеблей тростника, связанные проволокой; сомолит - из пучков соломы, связанных проволокой, наподобие камышита, стролий, т.е. плиты,получаемые методом горячего прессования из соломы или другого растительного волокна, оклеенные бумагой, пористые древесно-волокнистые плиты толщиной 12-16мм, торфоплиты из волокнистого торфа (сфагнума) с добавлением битумных веществ или ячеистыми плитами с добавлением синтетических материалов.
Отделка поверхности каменных стен
При кладке кирпичных наружных стен зданий II класса швы на фасадах расшивают с заглаживанием обыкновенным или цветным раствором на белом цементе с приданием швам профиля валика или желобка.
Оштукатуривание фасада разрешается только в тех случаях, когда стены выложены из малопрочных, выкрашивающихся камней или из кирпича недостаточно высокого качества.
В некоторых случаях при строительстве общественных зданий применяют отделку фасадов рустовкой.
При строительстве общественных зданий I и II класса применяют облицовки из керамических материалов в виде крупных облицовочных плит, укладываемых с применением прокладных рядов с помощью анкерных скоб.
Иногда применяют облицовку стен листами из асбофанеры, закаленного стекла, гофрированного металла или стеклопласта.
Крупноразмерные облицовочные плиты из ценных пород природного камня или цветных погодостойких бетонов навешивают на стену.
Стены из пиленного природного камня отделывают насечкой или протиркой фасадной поверхности стальными щетками, дающими легкие вертикальные рубчики, улучшающие сток воды.
Архитектурно-конструктивные элементы и детали стен
Карнизами называют горизонтальные профилированные выступы стен. Карниз, расположенный по верху стены, называют венчающим, или главным.
Величина выступа карниза за поверхность стены называют выносом карниза, или карнизным свесом.
Кроме венчающего карниза могут устраиваться промежуточные карнизы, имеющие меньший вынос и располагаемые обычно на уровнях некоторых междуэтажных перекрытий, а иногда и под оконными проемами.
В последнем случае они имеют еще меньший вынос и называются поясками.
Иногда устраивают отдельные карнизы над проемами. Такие карнизы называются сандриками. Карнизы и сандрики в последние годы, как правило, выполняют из сборных блоков.
Карнизы отводят от стен дождевую и талую воду и таким образом предохраняют их от увлажнения.
Иногда стену здания выводят несколько выше венчающего карниза, образуя, так называемый парапет. Парапет заменяет ограждения (перила).
Уступы стены при переходе от большей ее толщины к меньшей называют обрезами, которые устраивают обычно с внутренней стороны на уровне перекрытий между этажами.
Устойчивость кирпичных стен большой протяженности и высоты обеспечивается устройством узких вертикальных утолщений, называемых пилястрами.
Пилястры целесообразны, в частности, в местах опирания на стены элементов перекрытия или покрытия.
Фронтоном называется передняя сторона (завершение фасада здания, портика, колоннады).
Контрфорсами называются пилястры, толщина которых книзу возрастает, вследствие чего наружная грань их получается наклонной.
Иногда часть стены выходит вперед относительно остальной плоскости, образуя выступ наружу. Такое утолщение называется раскреповкой. Большой же выступ стены, увеличивающий размеры помещения, называется ризалитом.
Перемычки над проемами
Проемы перекрывают перемычками, воспринимающими нагрузку вышележащей кладки, а иногда и перекрытий, и передающими ее на простенки. Раньше при возведении каменных стен применяли клинчатые, плоские и арочные перемычки.
Брусковые перемычки применяют для перекрытия проемов в самонесущих стенах шириной до 2,25 м, их выполняют из сборных железобетонных брусков сечением, равным поперечному сечению кирпича с учетом растворного шва 120x175 и 120x150 мм.
При ширине проемов в самонесущих стенах более 2,25м применяют сборные железобетонные балочные перемычки сечением, кратным поперечному сечению кирпича 120x220, 120x300мм.
При отсутствии стандартных железобетонных брусков проемы шириной до 2 м перекрывают рядовыми перемычками. Для их устройства под нижний ряд кирпичей прокладывают арматуру из круглой стали d = 6мм или полосовую прокатную сталь.
При проемах шириной более 2 м или при больших нагрузках иногда применяют армокаменные перемычки, отличающиеся от рядовых тем, что в вертикальные продольные швы кладки над проемами закладывают каркасы из круглой стали.
Карнизы
Венчающий карниз кирпичной кладки стены при небольшом его выносе (до 30мм и не более 1/2 толщины стены) можно выкладывать из кирпича путем постепенного выноса рядов кладки (на 60-80мм в каждом ряду).
При выносах более 300 мм карнизы устраивают из сборных железобетонных плит, консольно заделанных в стены.
Для обеспечения устойчивости карниза внутренние концы железобетонных плит перекрывают продольными сборными железобетонными балочками, которые крепят к кладке при помощи заделанных в нее стальных анкеров.
Предохранению стены от смачивания дождевой водой способствует устройство подоконных водосливов из оцинкованной кровельной стали, керамических плиток или фасонных элементов из синтетических материалов.
Цокольная часть стены
Выполняют для защиты нижней ее зоны от дождевой и талой воды, а также от возможных механических повреждений при эксплуатации зданий.
Цоколь устраивают из прочных, водостойких, долговечных материалов. Высота цоколя принимается не менее 500 мм.
Цоколь кирпичных стен нужно выкладывать из хорошо обожженного глиняного обыкновенного кирпича.
Силикатный и легкий кирпич можно использовать для кладки цоколя только выше гидроизоляционного слоя при условии облицовки его снаружи обыкновенным глиняным кирпичом или другим атмосферостойким материалом, например, железобетонными плитами.
Дымоходы и вентиляционные каналы
Дымоходы размещаются во внутренних стенах зданий.
В крупноблочных и крупнопанельных зданиях для этой цели предусмотрены специальные блоки с вертикальными пустотами. Стены эти примыкают к санузлам или кухням. Кладка стен с каналами ведется на глиняных растворах из хорошо обожженного кирпича.
Деформационные швы
Швы бывают температурные и осадочные.
Температурные швы выполняются в стенах большой протяженности во избежание появления трещин от изменения температуры. Расстояние между ними от 25 до 200 мм в зависимости от климата и материала стен.
Осадочные швы устраиваются :
- на границах участков в разной нагрузкой на основание;
- на границах участков, расположенных на разнородных грунтах;
3) на границах участков с разной очередностью застройки;
4) во всех тех случаях, когда можно ожидать неравномерную осадку смежных участков здания.
Конструкции балконов, эркеров и лоджий
Балконом называется открытая площадка с ограждениями, вынесенная из плоскости наружных стен здания. Состав основных элементов балкона: несущая плита, конструкция пола и ограждение.
В зданиях с несущими наружными каменными стенами балконы устраивают в виде консольной железобетонной плиты, надежно защемленной вышележащей стеной, в виде плиты, уложенной на железобетонные консоли или кронштейны.
Балконные плиты, консоли и кронштейны до установки вышележащей стены должны иметь анкеровку.
В каркасных зданиях задний край балконной плиты опирают на наружную самонесущую стену на минимальную глубину, а передний - на несущие стойки или, как вариант, на несущие тяжи (тросы или стержни) из нержавеющей стали.
В каркасных зданиях с поперечными несущими стенами конструкции в виде стоячих «этажерок», состоящих из ряда балконных плит, опертых задним краем на несущие поперечные стены или колонны, а передние на стойки.
В балконах, применяемых в зданиях с узким шагом несущих конструкций, балконные плиты можно поддерживать консольными перилами, расположенными против несущих конструкций.
Ограждения балконов выполняются из металлических решеток, стойки которых заделывают в балконные плиты, из плоских асбестоцементных или волокнистых пластиков, из цветного армированного стекла и других материалов.
Отдельные опоры
Каменные столбы, применяют в качестве промежуточных опор в малоэтажных зданиях. Их возводят из сплошного полнотелого кирпича или камня.
Сечение не менее 380x380мм (1,5x1,5 кирпича) с обязательной перевязкой швов каждого ряда.
Для увеличения несущей способности столбов применяют, материалы (кирпич марок 150-200 на растворе М100) повышенной прочности и вводят армирование кладки горизонтальными стальными сетками из стержней 4-5мм с ячейками 100-150 мм, располагаемыми в горизонтальных швах через 2-4 ряда кладки.
Таким образом, несущая способность повышается в 1,5 раза.
Каменные столбы часто заменяют сборными железобетонными или монолитными колоннами.
Фундаменты под каменные стены столбчатые, бутобетонные.
Неполный каркас с каменными столбами применяется в зданиях высотой до 9 этажей. В более высоких зданиях - внутренние опоры (колонны) устраиваются из железобетона или металла.
Железобетонные колонны двухконсольные располагают по средним и крайним рядам при применении навесных панелей наружных стен.
Колонны сечением 300x300 мм применяются для зданий высотой до 5 этажей; колонны сечением 400x400 мм - для всех остальных случаев.
Стыки колонн по высоте осуществляют со сваркой закладных металлических деталей и омоноличиванием узла сопряжения.
Материалы и типы сплошных кладок наружных каменных стен
Целью индустриализации является сокращение сроков и снижение стоимости строительства, улучшение качества работ и повышение производительности труда.
Основным направлением в разработке проектов жилых зданий является достижение максимальной сборности. Степень сборности и экономическая эффективность жилых зданий зависит, прежде всего, от принимаемых конструктивных решений.
Здания, у которых стены и перегородки из крупных элементов сравнительно небольшой толщины - называются крупнопанельными.
Возведение таких зданий ознаменовало переход от полукустарных методов строительства к индустриальным.
Преимущества крупнопанельного строительства :
- высокая степень индустриальности строительства с монтажным краном готовых элементов весом 3 и более тонн;
- снижение сроков строительства (2-3 месяца);
- снижение трудоемкости на монтаже по сравнению с кирпичными в 2 раза;
- снижение веса конструкций в 2,5-3 раза;
- снижение стоимости строительства.
Принципы решения наружных ограждающих конструкций здания :
- принцип совмещения ограждающих, утепляющих и несущих функций наружных ограждающих конструкций в одном конструктивном слое и образование однородной (однослойной) конструкции.
- принцип разделения ограждающих, утепляющих и несущих функций наружных конструкций между отдельными слоями и образование неоднородной или слоистой конструкции.
Панели внутренних стен обычно – однослойные.
Эффективные современные теплоизоляционные материалы
Вес панелей снижают за счет эффективного утеплителя :
( λ - коэффициент теплопроводности материала в ккал/м час град.)
Пенобетон
γоб =300-500 кг/см 2 ; λ=0,11- 0,15 - утеплитель; γоб = 800-1000 (несущий)
Минераловатные плиты (полужесткие)
γоб=300-350кг/см 2 ; λ=0,08 - 0,1
Пеностекло - получают из стеклянного песка с добавкой газообразователей. Очень эффективный материал, отличается стойкостью от атмосферных воздействий.
γоб=300-400кг/м 3 ; λ=0. 11 - 0.14
Пенокералит- получают из легко плавленых глин при обжиге с добавкой газообразователей
γоб=350-500кг/м 3 ; λ=11-0.17; «М»=10.40.50
Пермет
Термозитобетон (конструкция теплозащитная)
γоб=800-1400кг/м 3 ; λ=25-0,60
Керамзытобетон
Перметобетон
γоб=300-500кг/м 3 ; λ=0.11-0,14
Конструктивные схемы крупнопанельных бескаркасных зданий :
- с несущими наружными стенами и внутренними поперечными и продольными перегородками;
- с тремя несущими продольными стенами;
- с поперечными несущими перегородками, работающими на сжатие.
Конструктивные схемы крупнопанельных каркасных зданий :
- с полным поперечным каркасом;
- с полным продольным каркасом;
- с пространственным каркасом;
- с неполным внутренним каркасом и несущими панелями наружных стен.
Схемы членения наружных стен на панели
Выбирая схему разрезки здания на панели нужно предусматривать минимальное количество типоразмеров монтажных элементов при максимальном их укрупнении. Предпочтения следует отдавать той схеме разрезки стен, в которой протяженность швов будет наименьшей.
Конструкции и сопряжения элементов крупнопанельных здании
Помимо общих требований, предъявляемых к наружным стенам (прочность, устойчивость, малая теплопроводность, морозостойкость, огнестойкость, небольшой вес, экономичность) конструкция наружной стеновой панели должна обеспечивать простоту заводской технологии и ее изготовления, совершенство конструкции стыка, высокую степень заводской готовности.
Форма и отделка панелей должна соответствовать архитектурным требованиям, предъявляемым к зданию данного типа.
Эксплуатационные качества панельных домов в значительной степени зависят от конструкции стыков между панелями.
Основными требованиями, предъявляемыми к стыкам крупнопанельных наружных стен, является герметичность, а также невозможность образования в месте стыка зимой конденсата.
Кроме того, в несущих и самонесущих панелях конструкция вертикального стыка должна надежно воспринимать растягивающие, сжимающие, а иногда и поперечные усилия, чтобы предохранить стык от образования в нем трещин.
Наиболее ответственные места - это стыки наружных панелей между собой и с перекрытием.
Требования : прочность, долговечность, простота монтажа, теплоизоляция и герметизация.
По способу соединения : на сварке; на петлях; на болтах.
Различают замоноличенные с заполнением полости стыка бетоном или раствором, т.е. выполнение мокрым способом (несущие и самонесущие);
Сухие, которые не требуют выполнения мокрых процессов на месте работ, за исключением зачеканки швов цементным раствором (навесные панели).
Сухие стыки - заполнены упругим теплоизоляционным материалом, воспринимающим деформации без образования трещин и обладающим компенсационными свойствами, т.е. способностью плотно заполнять стык независимо от сужения или расширения шва (черный герметик УМ-30, уплотняющая мастика УМ-40 - экспериментальный характер).
Полусухие, в которых часть полости заполняется сухим вкладышем из эффективного утеплителя, а другая часть - тяжелым бетоном.
Прочность и долговечность крупнопанельных домов в значительной степени зависит от долговечности металлических связей между основными конструкциями зданий. Поэтому защита стальных деталей от коррозии является одной из важнейших задач крупнопанельного строительства.
Антикоррозионное покрытие - детали на заводе покрываются со всех сторон цинком путем металлизации распылением, горячим цинкованием или гальванизацией. Последующая защита оцинкованных стальных элементов осуществляется их замоноличиванием цементно - песчаным раствором (1:1,5-1:2) толщиной не менее 20 мм.
Применяемые для облицовки наружных панелей керамическая плитка, стекломозаика, различные каменные фактуры получили широкое распространение
Крепление облицовочных материалов - тонкопиленного камня (толщина 10мм), керамической и стеклоплитки - к керамзитобетону осуществляется без использования крепежных деталей за счет адгезии к бетону панели.
В последние годы для отделки наружных панелей применяется «архибетон», представляющий собой наружный слой бетона на белом цементе.
Для надежности герметизации стыков в последнее время изменяют саму структуру стены.
Первый вариант - решение вертикальных стыков внахлестку с дополнительной защитой горизонтальных стыков балконными плитами.
Второй вариант - размещение вертикальных швов только в пределах стен лоджий. Наружные стены в каркасных зданиях решаются навесными и являются заполнением каркаса.
Панели выполняются двух разновидностей: однослойные керамзитобетонные толщиной 300-350мм; многослойные - с внутренними и наружными слоями из железобетона и эффективным утеплителем.
Панели опираются на специальные элементы перекрытия и крепятся к железобетонному каркасу с помощью монтажных сварных соединений.
Для требований долговечности и декоративности применяют алюминиевые конструкции, которые в течение длительного времени сохраняют хороший внешний вид.
Применение их позволяет создать многообразные архитектурные решения, добиваться выразительного внешнего оформления здания.
Широкое применение получили в каркасном строительстве ограждения в виде легких навесных стеклопанелей.
Схемы членения наружных стен на панели
Бетонные панели наружных стен
а – однослойная; б – двухслойная; в - трехслойная;
1 – конструктивно – теплоизоляционный бетон; 2 – защитно – отделочный слой; 3 – конструктивный бетон; 4 – эффективный утеплитель
Поэтажный панельный жилой дом с продольными несущими стенами (по серии 108)
Рядовая секция 1- 2 -3 широтной ориентации
Разрез по лестничной клетке
План на уровне 1 –го этажа
Деталь кровли
Основные железобетонные панели и стены из них
а – порядовка наружной стены из трехслойных панелей; б – порядовка внутренней стены; в – разрезка наружной стены из одношаговых трехслойный панелей; г-е – трехслойная панель наружной стены, рядовая одношаговая, подбалконная двушаговая, торцевая; ж – панель внутренней стены; з – вентиляционная панель
Основные легкобетонные однослойные панели и наружные стены из них
а – порядовка наружной стены толщиной 300 мм и менее (с противодождевым барьером); б – то же, с толщиной более 300 мм (без барьера); в – разрезка наружной стены из двушаговых панелей с барьерами; г, д – двушаговая панель соответственно рядовая (с барьером) и подбалконная; е, ж – одношаговая панель (без барьера) рядовая и подбалконная; з – фрагмент конструкции стен у лоджий
Наружные стены каркасных зданий из легкобетонных плит
Разрезка стены трёхрядная Разрезка стены двухрядная
Панель рядовая ленточная Панель простеночная Панель угловая
Стыки в наружных стенах из бетонных панелей
Конструкции стеновых панелей
Трёхслойная стеновая панель с утеплителем из цементного фибролита
Керамзитобетонная однослойная стеновая панель
Наружные стены из однослойных панелей однорядной разрезки зданий высотой до 9 этажей (по серии 1.132-1)
Наружные стены из трёхслойных панелей однорядной разрезки зданий высотой до 16 этажей (по серии 1.132-3)
Девятиэтажный жилой дом с «малым» шагом поперечных несущих стен и наружными стенами из керамзитобетонных панелей (по серии 90)
36 – квартирный блок- секция 1б-2б-3б-3б план типового этажа
Стыки 3-х слойных железобетонных панелей наружных стен
а – вертикальный стык с декомпрессионной полостью; б – сопряжение панелей выступа (ризалита) у лоджии; в – горизонтальный стык; г – крепление панели перекрытия к наружной стене
Вертикальные стыки панелей внутренних стен
а,в – стыки панелей поперечных и продольных стен; б, г – примыкание панелей поперечных стен к продольной стене (условно не показана приварка закладных деталей)
Стены каркасных зданий из алюминиевых панелей (приминительно к серии ии-04)
Панели высотой «на этаж» и на «этаж с парапетом», с горизонтальной разрезкой в уровне верха перекрытий
Toggle navigation
Ремонт в регионах
Стены промышленных зданий могут быть (рис. 1):
1) однослойными — кирпичными или легко бетонными, в которых основной слой стены совмещает несущие (конструктивные) и теплоизоляционные функции. Стены этого типа, особенно из красного кирпича хорошего обжига, рекомендуются для цехов с наличием кислых агрессивных газов. Панельные стены из легкого или ячеистого бетона могут применяться либо для цехов с малой влажностью (до 60%), либо со специальной изоляцией изнутри;
- двухслойными, в которых один слой (обычно из тяжелого бетона) выполняет конструктивные функции, а второй (обычно из легких или ячеистых бетонов) —теплоизоляционные;
- трехслойными, в которых тяжелый конструктивный бетон располагается к наружной и внутренней поверхности стены, а теплоизоляция— в середине; в некоторых новых конструкциях в качестве теплоизоляции служат расчлененные воздушные прослойки. Однако и в этом случае предпочтительнее, чтобы плотность и толщина наружного слоя бетона были меньше, чем внутреннего.
Рис. 1. Схема конструкции стен промышленных зданий
1 — однослойных; II — двухслойных; III — трехслойных; 1в, 1н — окраска внутренняя и наружная; 2в и 2н — штукатурка; 3, Зк, Зт — основной слой, конструктивный и теплоизляцоионный
В новых конструкциях из алюминия и пластиков влагопроницаемость через стены исключена, а влаговыделение, если оно связано с технологией производства, должно регулироваться хорошо рассчитанными и правильно эксплуатируемыми вентиляционными установками.
Несущий (конструктивный) слой стен зданий с высокой влажностью воздуха может быть выполнен из плотного бетона или в виде кладки из обыкновенного хорошо обожженного кирпича. Применение в этом случае силикатного кирпича или других легкоразрушаемых материалов не рекомендуется.
Теплоизоляционный слой предусматривают из цементных и бесцементных бетонов с легкими заполнителями (керамзитом, термозитом, шлаком и т. п.), ячеистых бетонов и теплоизоляционных материалов на кислотостойких синтетических смолах.
Внутренние защитные штукатурки могут выполняться из плотного раствора на портландцементе, жидком стекле или, в особо ответственных случаях, на основе синтетических смол. Пароизоляционный слой может быть выполнен в виде цементно-песчаной штукатурки с уплотняющими добавками или 3—5-слойной окраски на масляной или этинолевой основе. При наличии кислых газов в атмосфере цеха окраски должны выполняться кислотостойкими лаками.
Наружные штукатурки выполняют из неплотного раствора на цементно-известковом вяжущем или извести. Наружные окраски, если окружающая атмосфера не слишком загрязнена газами, выполняются по общестроительным правилам. В противном случае нужно применять защитные краски, например силикатные.
Toggle navigation
Ремонт в регионах
В одноэтажных промышленных зданиях большой площади всегда приходится устанавливать колонны для опирания покрытия. Колонны располагают правильными рядами, которые делят площадь здания на то или другое количество пролетов, параллельных между собой.
Одноэтажные здания в промышленном строительтсве это здания в один этаж для производственных процессов, связанных с необходимостью применения тяжелого громоздкого оборудования для изготовления крупногабаритных изделий, а также где возможны динамические нагрузки больших значений (кузнечные, прокатные, термические, литейные и т.п. цеха).
В отдельных случаях по условиям технологического процесса требуется взаимно перпендикулярное расположение пролетов. В таких случаях принято пролеты одного направления, составляющие большую часть площади здания, называть продольными, а перпендикулярные им пролеты — поперечными.
Основные размеры здания в плане измеряют между разбивочными осями.
Схематический план (сетка разбивочных осей) одноэтажного двухпролетного здания ( с параллельными пролетами)
- Оси, идущие вдоль пролетов здания, называют продольными;
- оси, пересекающие пролеты,— поперечными;
- система пересекающихся осей здания в плане образует сетку разбивочных осей.
- На чертежах оси обозначают: продольные — заглавными русскими буквами, а поперечные — цифрами, размещаемыми в кружочках.
- Колонны располагаются в местах пересечения осей.
Ширина пролета L (расстояние между продольными осями) называется просто пролетом, расстояние Ш между колоннами в продольном направлении — шагом колонн.Употребительная величина пролетов определяется различными факторами — технологическими требованиями, уровнем развития строительной техники, экономичностью решения и др.
Размеры пролетов и шага колонн строго нормированы. В соответствии с единой модульной системой размеры пролетов должны приниматься: при пролетах до 12 м— кратными укрупненному модулю 3 м, а при пролетах более 12 м— укрупненному модулю 6 м, иначе говоря пролеты могут быть равны 6; 9; 12; 18; 24; 30 м и т. д. через 6 м, но обычно не более 36—42 м. Только в отдельных случаях, в виде исключения, если это дает существенную экономию, допускается применение других, промежуточных размеров пролетов.
Размеры шага колонн принимаются кратными 6 м. Наиболее часто применяется шаг 6 и 12 м. При этом постепенно осуществляется переход на шаг 12 м. Укрупнение шага колонн уменьшает количество монтажных элементов каркаса и покрытия и дает возможность за счет более редкого расположения колонн получить экономию производственных площадей (до 8—10%). Кроме того, применение более крупных сеток колонн повышает планировочную «гибкость» зданий.
В «гибких» зданиях технологический поток может быть на правлен как вдоль, так и поперек пролетов, что дает возможность с течением времени широко видоизменять технологические процессы, производить перестановку и замену оборудования, а в отдельных случаях размещать в том же здании совершенно другое производство. Здания этого вида наиболее применимы в легкой промышленности. Строительству «гибких» зданий уделяется много внимания за рубежом.
В отдельных случаях по условиям размещения крупногабаритного оборудования шаг колонн приходится в отдельных местах увеличивать. Например, в современных мартеновских цехах при пролетах 24—30 м встречается шаг колонн (в некоторых рядах) до 48 м.
При применении пространственных конструкций покрытия, допускающих весьма редкую сетку колонн (до 36x36 м), разница между понятиями — пролет и шаг колонн — практически стирается.
Генеральным высотным размером одноэтажного здания является высота от пола до низа несущих конструкций покрытия.
Для высоты зданий установлен следующий ряд размеров: 3,6; 4,2; 4,8 м (модуль 0,6 м); 6,0; 7,2; 8,4; 9,6; 10,8 м (модуль 1,2 м); 12,6; 14,4; 16,2; 18 м и более (модуль 1,8 м).
Для обозначения высот строители, кроме обычных размеров, широко пользуются отметками, которые указывают высоту расположения той или другой плоскости или линии над нулевым уровнем, за который условно принимают пол первого этажа; отметки могут быть как положительными, так и отрицательными.
Система разбивочных осей и отметок образует трехмерную систему координат, которая позволяет определить и закрепить на чертеже положение в пространстве любой точки, линии или плоскости.
При проектировании одноэтажных зданий, в целях упрощения строительства, всегда следует стремиться к простейшей форме зданий в плане (квадрат, прямоугольник), одинаковой высоте пролетов (без перепадов покрытия) и избегать устройства поперечных пролетов.
При той же производственной площади одно здание всегда стоит дешевле нескольких зданий меньшего размера. Поэтому всегда следует стремиться к блокировке производств, т. е. размещению возможно большего количества цехов в одном здании.
Основные размеры одноэтажных зданий и их конструктивные схемы пояснены ниже на конкретных примерах.
Одноэтажное однопролетное здание с несущими стенами
Одноэтажные бескаркасные здания с несущими стенами применяются при сравнительно небольших пролетах (до 12, редко 18 м), небольших высотах (до 9 м), а при наличии мостовых кранов — при грузоподъемности их не более 5 т.
Стены такого здания являются одновременно и ограждающими, и несущими элементами. Для обеспечения опирания на стены унифицированных конструкций покрытий стены располагают так, чтобы их внутреняя грань отстояла от разбивочной оси на 250 мм.
Одноэтажные однопролетные здания с несущими стенами (поперечные разрезы)
а - здание небольшой высоты, б - здание большой высоты без мостового крана, в - то же см мостовым краном, 1- покрытие, 2 - пилястра
Двускатное очертание покрытия обеспечивает удобный отвод с покрытия дождевых и талых вод.
Основной размер здания по вертикали — высота от пола до низа покрытия — выбирается в зависимости от технологических нужд из числа приведенных выше.
Несущие конструкции покрытия опираются своими концами непосредственно на стены. При высоте до 8—9 м толщина стены, необходимая для отапливаемого здания по теплотехническому расчету, в большинстве случаев оказывается достаточной и по расчету на прочность.
При большей высоте и при наличии мостового крана стены усиливают пилястрами, которые располагают (в плане) между окнами на разбивочных осях. В этом случае несущие конструкции покрытия опираются на пилястры и стены располагают так, чтобы внутренняя грань стены совпадала с разбивочной осью.
В здании с мостовым краном пилястры должны иметь размеры, достаточные для опирания подкрановых балок. При отсутствии мостового крана размеры пилястр в плане’назначают исходя из требований прочности и жесткости стены.
Одноэтажное многопролетное каркасное здание с мостовыми кранами
В одноэтажных промышленных каркасных зданиях с мостовыми кранами принципиально важной является увязка размеров здания в поперечном направлении и по высоте со стандартными размерами мостовых кранов.
На рис. показан крайний пролет многопролетного здания.
Зависимость между пролетом здания L и пролетом крана Lк определяется равенством
где l — расстояние между разбивочной осью и осью подкрановой балки, которое по действующим стандартам принимается равным от 750 до 1500 мм.
Одноэтажное многопролетное здание с мостовыми кранами
1 - крайняя колонна, 2 - средняя колонна, 3 - подкрановая балка, 4 - мостовой кран
Такие величины I необходимы для того, чтобы длина «хвостовой» части мостового крана, выступающая за пределы его пролета Lк, размещалась между осью подкрановой балки и внутренней гранью верхней части колонны с обеспечением зазора шириной не менее 60 мм. Вместе с тем верхняя часть колонны должна иметь размеры сечения, обеспечивающие ее прочность. Для выполнения этого условия наружную грань крайней колонны приходится иногда относить от разбивочной оси в наружную сторону на величину а, называемую привязкой. При этом внутренняя грань стены, совмещаемая с наружной гранью колонны, также имеет привязку а.
Взаимоувязка размеров Lк, I и а в зависимости от грузоподъемности крана Q приведена в табл.
Соотношение основных размеров каркасного здания с мостовым краном.
При соответствующем обосновании допускается привязка а=500мм
В каркасных зданиях без мостовых кранов а=0
Размеры привязок соблюдаются особенно строго в сборных железобетонных конструкциях. В стальных конструкциях унификация еще не стала таким «всеобщим законом», как в сборном железобетоне,
Для средних колонн разбивочная ось является обычно и осью симметрии.
В вертикальном направлении высота Н1 от пола до уровня головки кранового рельса и высота Н2 от уровня головки кранового рельса до низа несущих конструкций покрытия образуют в сумме высоту Н от пола до низа несущих конструкций покрытия.
Высота Н1 выбирается по технологическим требованиям так, чтобы мостовой кран мог проносить на своем крюке в предельном верхнем положении грузы необходимого размера над наиболее высокими агрегатами, расположенными в данном пролете здания, а также с обеспечением безопасности работающих.
Минимальная величина размера Н2 принимается с таким расчетом, чтобы между верхней границей кранового габарита и низом несущих конструкций покрытия оставался зазор не менее 100 мм.
После выбора размеров Н1 и Н2 полная высота здания Н округляется до одного из приведенных выше размеров, но не менее 8,4 м.
Одноэтажное многопролетное каркасное здание с подвесными кранами
Одноэтажные здания с подвесным транспортом при высоте до 9,6 м отличаются простой конструктивной схемой: колонны в таких зданиях имеют постоянное сечение по всей высоте, подкрановые балки отсутствуют. Подвесные краны перемещаются по стальным балкам, подвешенным к несущим конструкциям покрытия.
Одноэтажное многопролетное каркасное здание с подвесными кранами
1 - подвесной кран, 2 - пути подвесного крана
Недостатком таких зданий является ограниченная грузоподъемность подвесных кранов, которая в настоящее время не превышает 5 т.
Решения покрытий многопролетных зданий
В однопролётных зданиях обычной ширины (с пролетом до 24—30 м) достаточное естественное освещение и естественное проветривание (аэрация) обеспечиваются устройством окон с открывающимися створками в наружных продольных стенах.
Удаление дождевых и талых вод с покрытия также не представляет трудностей.
В многопролетных зданиях значительной ширины (измеряемой иногда сотнями метров) решение всех этих вопросов значительно усложняется. До последнего времени обычным решением для таких зданий было многоскатное покрытие с продольными фонарями. В здании с таким покрытием фонари с остекленными открывающимися створками обеспечивают естественное освещение и аэрацию средних пролетов, а дождевые и талые воды удаляются с покрытия посредством внутренних водостоков в канализацию.
Схемы покрытий многопролетных зданий
а - многоскатное покрытие с фонарями, б - то же, без фонарей, в - плоское покрытие без фонарей, 1 - открывающие створки
Однако освещенность рабочих мест в таких зданиях, вследствие загрязнения стекол в фонарях, сильно снижается, а зимой —- и за счет занесения их снегом, кроме того, громоздкие надстройки фонарей существенно повышают стоимость здания.
Поэтому в последние годы начали применять покрытия без фонарей.
В бесфонарных зданиях применяется искусственное освещение лампами дневного света, вентиляцию также делают искусственную.
Водоотвод решается двумя способами:
- а) покрытие делают многоскатное с такими же внутренними водостоками, как в зданиях с фонарями;
- б) покрытие делают плоское (без уклонов), также с внутренними водостоками или вовсе без водостоков — в расчете на испарение дождевых и талых вод.
В местностях с жарким климатом предусматривается поддержание на плоской кровле слоя воды, защищающего рабочие помещения от перегрева солнечными лучами.
Плоские покрытия без фонарей и с несущими конструкциями, не имеющими уклонов, наиболее просты по конструкции, однако необходимость обеспечения более высокой надежности кровли снижает экономический эффект, достигаемый за счет упрощения конструкций.
В целом с учетом первоначальных затрат и затрат на эксплуатацию (расход электроэнергии на освещение и искусственную вентиляцию) здания с фонарями и без фонарей отличаются по стоимости незначительно и поэтому бесфонарные здания, безусловно, целесообразны только для производств, в которых определенная температура и влажность внутреннего воздуха имеют решающее значение для качества выпускаемой продукции (производства искусственных волокон, высокоточного приборостроения и т. д.). Такие здания проектируют с кондиционированием воздуха, в них и наружные стены целесообразно делать без окон.
Покрытия промышленных зданий делают, как правило, бесчердачными.
Ограждающие конструкции покрытия располагаются поверх несущих, а несущие конструкции открыто выступают внутрь здания. При этом высотой помещений считается размер от пола до низа несущих конструкций. Однако отдельные виды стационарного оборудования могут быть смонтированы между несущими конструкциями с использованием их высоты.
При достаточно большой высоте несущих конструкций пространство в пределах их высоты (так называемое межферменное пространство) используется для размещения различных вспомогательных помещений (бытовых, конторских и т. д.), а также для размещения громоздких коммуникаций, например крупных вентиляционных коробов. В некоторых случаях при большом насыщении межферменного пространства коммуникациями и при необходимости их систематического обслуживания межферменное пространство ограждают снизу легким подвесным потолком, образуя технический чердак.
Таким образом, рекомендуется проектировать одноэтажные промышленные здания прямоугольными в плане, с одинаковыми пролетами, без перепадов высот во избежание снеговых мешков. Вопрос о выборе материала несущего каркаса должен решаться на основе технико – экономического анализа. Основной материал для одноэтажных зданий – сборный железобетон. Из него возводят здания для 85% производственных площадей, тогда как из металла – лишь для 12%, а из других материалов – для 3%. Стальные несущие конструкции рекомендуют применять при больших пролетах и высотах здания, в зданиях с тяжелым крановым оборудованием, при необходимости установки мостовых кранов в двух ярусах, при строительстве в отдаленных районах.
Видео строительства одноэтажного промышленного здания с фонарями
Читайте также: