Здания со структурными конструкциями покрытий

     
ЗДАНИЯ СО СТРУКТУРНЫМИ КОНСТРУКЦИЯМИ ПОКРЫТИЙ

Для производственных зданий широко применяются структурные конструкции покрытий типа "Кисловодск" и "ЦНИИСК" ("Москва"). Структурные конструкции, или просто структуры, - это плоские сетчатые системы регулярного строения. Выполняют их из большого числа однотипных относительно небольших металлических элементов, унифицированных по форме и размерам. Структуры образуют из различных систем перекрестных металлических ферм. Фермы в структуре могут быть расположены вертикально и наклонно, причем каждая продольная ферма поддерживается поперечными. Однотипные по форме стержни имеют разные усилия и их сечения могут быть различными. Структурные конструкции по сравнению с традиционными конструкциями имеют ряд преимуществ: занимают небольшой объем в сооружении - 1/15-1/20 пролета по высоте (в традиционных конструкциях - 1/8-1/10 пролета); имеют небольшую массу; обеспечивают блочный и крупноблочный монтаж покрытий с применением укрупнительной сборки на конвейере; могут изготавливаться на поточных автоматизированных линиях (часто состоят из одного типа стержня и одного узла); сборка не требует высокой квалификации; имеют компактную упаковку; обладают эстетическими качествами.

Основной недостаток структур - большой объем ручного труда при их укрупнительной сборке.

Здания с пространственно-решетчатыми конструкциями покрытий типа "Кисловодск"

Эти конструкции покрытий изготовляют по типовой серии 1.466-2.

Здания с покрытием типа "Кисловодск" могут быть одно- и многопролетные, без перепадов высот, бесфонарные (допускается применение зенитных фонарей), бескрановые. Здания имеют высоту до низа структурной плиты 4,8; 6; 7,2; 8,4 м. В зданиях высотой 6; 7,1; 8,4 м возможна установка подвесных кранов грузоподъемностью 2 т. Покрытия состоят из секций размером в плане 30x30 м и сетки колонн 18x18 м (рис.1).

узлы: I - нижний промежуточный, II - опорный капители; III - опорные колонны; 1 - структурная плита; 2 - прогон; 3 - профилированный настил; 4 - подкос капители, 5 - колонна; 6 - узловой элемент (коннектор); 7 - стержень с нарезкой; 8 - элемент нижнего пояса; 9 - раскос; 10 - опорная плита; 11 - ограничитель из уголка; 12 - опорный башмак; 13 - анкерный болт; 14 - обетонировка; 15 - цементная подливка

     
Рис.1. Схема пространственно-решетчатой конструкции типа "Кисловодск"

Колонны жестко закреплены к фундаментам. Высота секций 2,12 м. Для покрытия характерно наличие консольных участков пролетом 6 м, вследствие чего сетка колонн в здании нерегулярная - основные размеры сеток колонн сочетаются с промежуточными ячейками размером 12x12 м, а крайние ряды колонн отстоят от стен по всему периметру здания на 6 м. Таким образом, по периметру расположены только стойки фахверка, шаг которых принят равным 6 м.

Секция опирается на колонны с помощью капителей, выполненных в виде пирамид, основанием которых служат ячейки нижнего пояса пространственно-решетчатой секции. Стержни структурной плиты выполнены из стальных труб. Все стержни одной стержневой системы имеют одинаковую номинальную длину. По концам они крепятся путем ввинчивания в специальные полусферические элементы - коннекторы, как бы пространственные фасонки в виде разрезанных пополам или целых многогранников, имеющих отверстия с резьбой, куда ввинчиваются стержни высокопрочных болтов, предусмотренных по концам элементов раскосов. По верхним узлам пространственной решетчатой стержневой системы устанавливаются прогоны из швеллеров, к которым крепится стальной профилированный настил покрытия.

Структурные конструкции покрытий из прокатных профилей типа "ЦНИИСК"

Эти конструкции покрытий изготовляют по типовой серии 1.460-6/81. Конструкции блоков предусматривают регулярную сетку колонн и имеют размеры в плане 12x18 и 12x24 м. Высота до низа конструкций может колебаться от 4,8 до 18 м. Здания могут быть одно- и многопролетные, как одинаковой высоты, так и с перепадом высот. Шаг колонн для средних и крайних рядов принимают одинаковым, равным 12 м. В блоках покрытия можно устанавливать зенитные и П-образные светоаэрационные фонари. Конструкции блоков могут применяться для бескрановых зданий и для зданий, оборудованных подвесными до 5 т или мостовыми до 50 т - кранами легкого и среднего режима работы. Конструкция блока покрытия представляет собой пространственно-стержневую систему с ортогональной сеткой поясов, опирающуюся на колонны по четырем углам в уровне верхних поясов (рис.2).

I-IV - узлы; 1, 5 - элементы торцевой наклонной фермы; 2 - раскос; 3, 6 - элементы нижнего и верхнего поясов; 4, 7 - фасонки; 8 - наклонная стойка; 9 - распорка; 10 - стыковая накладка

     
Рис.2. Схема конструкции блока типа "ЦНИИСК" (Москва)

Можно представить, что структурный блок представляет собой складчатую конструкцию из комбинации продольных наклонных ферм, опираемых на наклонные торцевые (подстропильные) фермы. Сечения элементов стержней выполнены из прокатных уголков, верхних поясов - из двутавровых балок. Соединения элементов выполнены на фасонках, с применением стандартных болтов нормальной точности диаметром 20 мм. Конструкция торцевых ферм пролетом 12 м цельносварная. Каждый пространственный блок собирается из отдельных стержней и двух сварных торцевых ферм. Крепление стального профилированного настила производится непосредственно к верхним поясам продольных ферм (без прогонов). Профилированный настил обеспечивает жесткость блока, поэтому подъем блоков без установленного и закрепленного настила не допускается. В каркасе здания с покрытием типа "ЦНИИСК" колонны жестко закреплены в фундаментах и соединены со структурными блоками шарнирно, стойки фахверка шарнирно опираются на фундаменты и на структурный блок.

Основным преимуществом этих конструкций покрытий является то, что они изготовляются из широко применяемых (недефицитных) прокатных профилей. Эти покрытия имеют более низкие затраты на изготовление и небольшую стоимость 1 м покрытия в "деле", а также большой диапазон применения (нагрузка достигает 600 МПа). Кроме того, меньшее число монтажных элементов покрытия позволяет применить на укрупнительной сборке краны малой грузоподъемности (например, автокраны грузоподъемностью 3-5 т). Однако эти структуры также достаточно трудоемкие в монтаже, требуют большого объема ручного труда, количество монтажных элементов остается значительным, требуется постановка большого числа болтов при укрупнительной сборке блоков.

Здания-модули из конструкций типа "Молодечно", "Кисловодск" и "Орск"

Следует особо отметить, что из конструкций типа "Молодечно", из структурных конструкций типа "Кисловодск" и из рамных конструкций типа "Орск" проектируют здания-модули, предназначенные для размещения небольших промышленных предприятий и производств по выпуску пищевой и плодоовощной продукции и товаров народного потребления.

Эти модули поставляются заказчику комплектно. В комплект здания входят несущие и ограждающие конструкции, оборудование системы отопления, энергоблок, сантехническое оборудование, а также объемные вентиляционные блоки.

Здание-модуль типа "Кисловодск" размером в плане 30x30 м имеет структурную плиту (без капителей размером 27x27 м (рис.3)).

1 - блок покрытия; 2 - колонна; 3 - панели стенового ограждения; 4 - объемный блок сантехкабины; 5 - электропомещение; 6 - вентиляционио-поточный агрегат

     
Рис.3. Схема здания-модуля типа "Кисловодск"

Каркас здания-модуля типа "Орск" состоит из рамных конструкций коробчатого сечения размером в плане 24x36 м (рис.4).